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实验三 数码管显示实验


一、实验简介

本教程以实验为主,结合相应的实验案例,以详细的讲解和实验步骤让大家尽快熟悉FPGA开发的基本流程、Lattice Diamond软件平台的使用方法以及本节实验相关模块的工作原理。 数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管。LED数码管(LED Segment Displays)是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解LED的这些特性,对编程是很重要的,因为不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异外,编程方法也是不同。知识要点如下: 

* 熟悉和掌握FPGA开发的基本流程


二、 背景知识

数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元,也就是多一个小数点(DP)这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容;按能显示多少个(8)可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。 按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管,共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V/+3.3V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管,共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。 数码管的基本显示单元为发光二极管,是半导体二极管的一种,把电能转化为光能,具有单向导电性:图中标有+号的为正极,标有-号的为负极,只有正向偏置时(正极电势高于负极电势),电流流过,LED点亮。 数码管由 8个LED灯( a、b、c、d、e、f、g和dp)组成,控制每个LED的点亮或熄灭实现数字显示。通常数码管分为共阳极数码管和共阴极数码管,结构如下图所示: 数码管的显示方式主要包括两种:独立显示模式与扫描显示方式,核心板卡上的两个数码管为独立显示链接方式。本小节只讲解独立显示模式的驱动方法,扫描显示模式请参照STEP FPGA扩展板卡相关项目介绍。


三、 实验环境

 *硬件环境:STEP FPGA 实验平台
 *软件环境:Lattice Diamond 开发环境


四、 实验部分

实验3.1 数码管显示实验