共阴极型数码管动态显示电路

要求:

【要求】根据下图共阴极型数码管动态显示电路,编程实现显示字符“123456”的功能。

纵览图:

代码:

#include <reg51.h>

#include<intrins.h>

unsigned char code num[]={0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d};

void delay(unsigned int i){

unsigned int j=0;

for(;i>0;i--)

for(;j<125;j++);        

}

void main(){

unsigned char disnum=0x01;

unsigned char count=0;

while(1){

P2=~disnum;          //位选数码管

P0=num[count]; //输出数字1~6中的一个(eg。1)

count++;//计数标志位+1

disnum=disnum<<1; //位选下一个数码管,并且显示下一个显示的数字(eg。2)

if(count>=6){

 count=0;//循环 从1开始显示

 disnum=0x01;//复原,又从第一个数码管选起,而不是第七个(6个数码管)

 }

delay(2) ;//让每次一个数码管显示到下个数码管显示前暂停一下保留视觉效果

}

}

效果图:

<think>我们已知用户需要VHDL实现阴极数码管动态显示代码示例。根据引用[2][3][4]中提到的动态显示原理,特别是引用[4]中说明的利用人眼视觉暂留特性快速切换显示不同数码管实现动态显示动态显示的核心是分时复用:即每个时刻只点亮一位数码管,但通过快速轮询所有数码管(一般扫描频率>50Hz),使人眼感觉所有数码管同时亮起。步骤:1.设计一个计数器用于产生扫描时钟(例如1KHz,这样每位显示持续1ms,4位数码管扫描周期为4ms,即250Hz,高于视觉暂留频率)2.设计一个2-4译码器(用于4位数码管)来选择当前要点亮的数码管阴极数码管,位选信号低电平有效)3.设计一个显示译码模块,将4位二进制数转换为7段数码管的段码(阴极数码管,段码高电平有效)4.使用一个多路选择器,根据当前扫描的数码管位置,选择要显示的数据(例如,4位数码管需要4个4位的数据输入,分别对应千位、百位、十位、个位)根据引用[3][4]中的信息,我们可以构建如下代码框架:注意:以下代码为示例,可能需要根据实际硬件连接调整。代码结构:1.时钟分频:产生扫描时钟2.扫描计数器:2位计数器(用于4位数码管)3.位选译码:根据扫描计数器输出激活对应的数码管(低电平有效)4.数据选择:根据扫描计数器选择当前要显示的数据(如:当计数器为0时,选择显示数据0,即最高位;计数器为1时,选择显示数据1,依此类推)5.七段译码:将4位二进制数转换为7段码6.输出段码到位选和段选我们假设有4位数码管,要显示的数据为4个4位二进制数(每个二进制数范围0-9)。以下是VHDL代码示例:</think> 以下是VHDL实现阴极数码管动态显示代码示例,基于参考资料的原理: ```vhdl library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity dynamic_display is Port ( clk : in STD_LOGIC; -- 系统时钟(50MHz) reset : in STD_LOGIC; -- 复位信号 data_in : in STD_LOGIC_VECTOR(15 downto 0); -- 16位输入数据(4个BCD码) seg_out : out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0); -- 七段数码管段选 com_out : out STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0) -- 数码管位选(阴极) ); end dynamic_display; architecture Behavioral of dynamic_display is signal scan_clk : STD_LOGIC; -- 扫描时钟(约1kHz) signal scan_cnt : integer range 0 to 3; -- 扫描计数器(0-3) signal data_temp : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); -- 当前显示数据 begin -- 时钟分频模块:50MHz -> 1kHz process(clk, reset) variable cnt : integer range 0 to 24999 := 0; begin if reset = '1' then cnt := 0; scan_clk <= '0'; elsif rising_edge(clk) then if cnt = 24999 then cnt := 0; scan_clk <= not scan_clk; else cnt := cnt + 1; end if; end if; end process; -- 数码管扫描计数器 process(scan_clk, reset) begin if reset = '1' then scan_cnt <= 0; elsif rising_edge(scan_clk) then if scan_cnt = 3 then scan_cnt <= 0; else scan_cnt <= scan_cnt + 1; end if; end if; end process; -- 位选信号译码(阴极低电平有效) with scan_cnt select com_out <= "1110" when 0, -- 选通第1位数码管 "1101" when 1, -- 选通第2位数码管 "1011" when 2, -- 选通第3位数码管 "0111" when others; -- 选通第4位数码管 -- 数据选择器(根据当前扫描位置选择显示数据) with scan_cnt select data_temp <= data_in(3 downto 0) when 0, -- 个位 data_in(7 downto 4) when 1, -- 十位 data_in(11 downto 8) when 2, -- 百位 data_in(15 downto 12) when others; -- 千位 -- 七段译码器(阴极真值表) with data_temp select seg_out <= "1000000" when "0000", -- 0 "1111001" when "0001", -- 1 "0100100" when "0010", -- 2 "0110000" when "0011", -- 3 "0011001" when "0100", -- 4 "0010010" when "0101", -- 5 "0000010" when "0110", -- 6 "1111000" when "0111", -- 7 "0000000" when "1000", -- 8 "0010000" when "1001", -- 9 "0001000" when "1010", -- A "0000011" when "1011", -- B "1000110" when "1100", -- C "0100001" when "1101", -- D "0000110" when "1110", -- E "0001110" when others; -- F end Behavioral; ``` ### 实现原理说明: 1. **动态扫描机制**: - 使用1kHz扫描时钟轮询4位数码管(每位数码管点亮1ms) - 利用人眼视觉暂留效应(POV)实现稳定显示效果[^4] 2. **信号定义**: - `seg_out`:7位段码(a-g)输出,高电平点亮 - `com_out`:4位位选信号,低电平选通阴极数码管 - `data_in`:16位输入数据(每4位对应1个BCD码) 3. **关键模块**: ```mermaid graph TD 时钟分频 --> 扫描计数器 扫描计数器 --> 位选译码器 扫描计数器 --> 数据选择器 数据选择器 --> 七段译码器 位选译码器 --> com_out[位选信号] 七段译码器 --> seg_out[段选信号] ``` 4. **扫描时序**: $$ T_{scan} = \frac{1}{4 \times f_{scan}} \quad (f_{scan} > 50Hz) $$ 通过快速循环扫描实现稳定显示(扫描频率 > 200Hz)[^2][^3] ### 使用说明: 1. 连接要求: - 数码管:4位阴极数码管 - FPGA:标准50MHz时钟输入 2. 输入数据格式: ```vhdl data_in(15:12) -- 千位BCD码 data_in(11:8) -- 百位BCD码 data_in(7:4) -- 十位BCD码 data_in(3:0) -- 个位BCD码 ``` 3. 扫描时序示例: | 时间(ms) | 激活数码管 | 显示位 | |----------|------------|--------| | 0-1 | DIG1 | 个位 | | 1-2 | DIG2 | 十位 | | 2-3 | DIG3 | 百位 | | 3-4 | DIG4 | 千位 | ### 注意事项: - 实际使用需根据开发板引脚调整端口映射 - 扫描频率可通过修改分频系数调整 - 带小数点的显示需扩展译码表[^3] 相关问题: 1. 如何优化动态显示消除数码管残影? 2. 阴极阳极数码管的驱动电路有什么区别? 3. VHDL中如何实现带小数点的数码管动态显示? 4. 数码管亮度不均匀时应如何调整驱动电流?
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