七段数码管的使用（使能端分时控制）

最新推荐文章于 2025-08-18 13:42:24 发布

原创

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本文围绕板子上七段数码管的显示展开，包括显示计时器、拨码开关输入、班级和学号。介绍了数码管显示原理，区分共阴极和共阳极，给出0 - F的显示编码。还阐述了多个数码管的控制方法，通过分组和使能端交替实现，最后说明了各模块的输入输出及代码实现思路。

题目描述

在板子上的七段数码管上的八个数字分别显示：计时器（两位）、按照拨码开关的输入（两位）、班级（两位）、学号（两位）
其中计时器为2HZ的，从10到到0，当倒计时为0时，从10重新开始计数；当按下开关s0，立即变化为10并重新计数。
拨码开关共有八个，分为两组，前四个控制第一个显示，后四个控制第二个的显示，从0到F都有。
班级学号为常数，但是班级和学号的第二位要显示小数点。

分析

数码管的显示

数码管的显示部分应该是整体的最难环节了，首先我们先介绍一下一个数码管的显示原理。数码管之所以是七段数码管，是因为在构成中分为八个显示部分，（为什么叫七段，可能是显示数字只需要七个，最后一个小数点被忽略了）
在这里插入图片描述
我们只需要在对应的8位信号分别对应给出高低信号，就能控制数码管的显示了。
需要注意一下，我们在实验过程中采用的数码管是共阴极，也就是将阴极连接在一起，有的数码管是共阳极，也就是对应低电平有效，那么我们就需要将输入翻转。
0~F的显示方式：
在这里插入图片描述
对应的二进制和十六进制：
A B C D E F G DP(点)
0 8’b1111_1100;fc
1 8’b0110_0000;60
2 8’b1101_1010;da
3 8’b1111_0010;f2
4 8’b0110_0110;66
5 8’b1011_0110;b6
6 8’b1011_1110;be
7 8’b1110_0000;e0
8 8’b1111_1110;fe
9 8’b1111_0110;f6
A 8’b1110_1110;ee
B 8’b0011_1110;3e
C 8’b0001_1010;1a
D 8’b0111_1010;7a
E 8’b1001_1110;9e
F 8’b1000_1110;8e

那么多个数码管呢
虽然我们知道了单个的数码管控制方式，但是如何控制多个数码管呢？
每一个都给一个八位的使能信号？
好主意，但是太浪费了，所以人们有更好的方法。
因为是数码管显示，是需要人眼来观察的，我们都知道人眼有视觉暂留特性，因此思路就是将数码管分为两组，一组四个用一个四位使能端控制，那么一边只需要一个八位信号了。只要使能端交替的够快，就相当于每一个数码管都在显示。 人眼的分辨约在25HZ，为了保证功能的实现以及能耗的问题，我们选择1khz交替。

显示模块：
输入为8个八位二进制数（其实4位也可以，只需要在内部进行翻译），时钟信号，输出位左右端的数据和使能信号。

因为是1HZ，我们还是需要一个分频，分频在之前的博客有讲解，这里只贴出代码：
（10^-8和10^-3差了10⁵，所以我们数到99999）

`timescale 1ns / 1ps

module all_divider(
    input clk_i,
    output reg clk_o
    );
    reg [16:0] cnt=0;
    always@(posedge clk_i) begin
    if(cnt == 99999)
        cnt <= 'b000;
    else 
        cnt <= cnt + 1'b1;
    
    if(cnt <= 49999)
        clk_o <= 1'b1;
    else 
        clk_o <= 1'b0;
    end
endmodule

显示模块主部分：

`timescale 1ns / 1ps

module all_counter(
    input [7:0]out0,
    input [7:0]out1,
    input [7:0]out2,
    input [7:0]out3,
    input [7:0]out4,
    input [7:0