Verilog实现组合电路：静态7段数码管显示

"实验2 简单组合电路设计 v1.0.22 - FPGA开发" 本实验主要目标是通过Verilog语言设计并实现简单的组合逻辑电路，以控制7段数码管显示特定的二进制数值。实验分为三个部分：直接驱动7段数码管、译码驱动7段数码管和译码选择7段数码管。 首先，实验内容要求实现一个静态7段数码管显示模块，其中SW[3:0]用于输入要显示的二进制数，SW[15:13]用来指定要点亮的数码管编号（范围0-7），而LED[15:0]则用于显示SW的开关状态。实验目的是使学生熟悉Verilog语言的组合逻辑设计，掌握FPGA的开发流程，包括编写引脚约束文件以及FPGA编程。 在直接驱动7段数码管的阶段，SW[7:0]直接驱动7段数码管的CA-CG、DP显示单元，SW[15:8]用于选择被驱动的数码管，LED[15:0]显示SW的状态。这一部分要求学生理解7段数码管的工作原理，并能根据Nexys4开发板的特性进行硬件接口的设计。 接下来是译码驱动7段数码管，这部分需要利用行为描述来设计模块，SW[3:0]输入单个数字，然后通过译码器将数字转换为7段数码管的显示代码，SW[15:8]仍用于选择数码管，LED[15:0]继续显示SW状态。这一环节旨在让学生掌握如何使用"case"或"if-else"结构进行译码驱动的设计。 最后，通过行为描述设计7段数码管译码选择模块，然后结合之前设计的译码显示模块和译码选择模块，使用结构描述来连接它们，以完成实验的最终要求。这一部分要求学生理解如何将不同模块整合到一起，形成完整的系统。 实验中涉及的关键知识点包括： 1. Vivado开发环境的使用，包括创建项目、编写Verilog代码、设置引脚约束、进行仿真和下载到FPGA中。 2. Verilog语言的两种描述方式：数据流描述和行为描述，前者关注数据流，后者关注时序逻辑。 3. 引脚约束文件的编写，这是FPGA设计中将硬件描述与实际硬件接口关联的关键步骤。 4. Nexys4开发板的特性和操作，包括基本的I/O功能和配置方法。 5. 7段数码管的工作原理，包括直接驱动和译码驱动方式，以及数码管的段码对应关系。 6. 译码器的工作原理和设计，如何根据输入信号选择和驱动数码管显示特定的数字。 通过这个实验，学生不仅能够深入理解数字逻辑和FPGA设计，还能提升动手实践和问题解决的能力。