字符 发生器

电子技术课程设计-----16X16字符发生器学院:华科学院专业:电子信息工程班级:通信052201H姓名:XX学号:200522080110指导教师:XXXXXXX年XX月XX日116X16字符发生器一．设计任务及要求1.设计任务:利用实验箱上16X16点阵,设计字符发生器,可以循环显示预置字符:同心协力奋发向上。2.设计要求:(1)利用VHDL编写字符扫描驱动电路;(2)设计一个可以自动循环显示8个字符的电路；（3）编写预置字符的rom程序生成模块接入电路。二.总体框图设计思路：此电路由八进制计数器，ROM和ADDRESS1这三部分构成。ADDRESS1的作用是在时钟clk的作用下将从rom中读出的信号对应正确的写在16×16的点阵上。Reset是复位端，起复位作用。输出addr[4..1]选中16X16LED点阵的对应列，随着addr[4..1]值得增加，从左往右依次选中点阵的各列addr0则决定输出是在高位还是在低位。FLEX10的lout0-7和hout0-7分别与LED点阵的低八位L0-7和高八位L8-15相连。八进制计数器是在addr[7..0]输出0-7的循环计数，由此输出与ADDRESS1发光二极管显示屏列选线产生电路EPROM存储器地址计数器时钟脉冲源行选线产生信号2的输出addr[4..0]共同作为rom的输入地址，以此决定q[7..0]的输出（即ADDRESS1的DIN[7..0]的输入），此八进制计数器是由74LS160十进制计数器修改得来的，输出由原来十进制的0-9循环输出变为八进制的0-7循环输出。Rom是一个用来存储数据的具有读写功能的的存储器，在此电路中的作用是存储“同心协力奋发向上”八个字.在addr[7..0]输入相应的地址时读取rom中的相应的数据，然后在输出端q[7..0]输出。在时钟脉冲的作用下，地址计数器计数，EPROM相对应的地址单元中的代码输出，以驱动列选通线产生电路。地址计数器同时又为行选通线产生电路。地址随着地址计数器计数值的变化，发光二极管显示屏逐行扫描，显示屏上显示出字符或图案。各模块功能：1)ROM是只读存储器存放字符的代码，他是字符显示器的核心部件。2）发光二极管显示屏用来显示字符或图案，他是由若干发光二极管组成的点阵式显示屏。3)ADDRESS1的作用是在时钟clk的作用下将从ROM259*8中读出的信号对应正确的写在16×16的点阵上。三．选择器件与功能模块1.用来构成输出八进制的74LS160十进制计数器(1).74LS160器件图3A.B.C.D为输入端;LDN为置数端;ENT与ENP为使能控制端;CLRN为置零端;RCO为进位输出端;QA.QB.QC.QD为输出端;CLK为脉冲信号输入端.(2).74160内部结构图（3）.74160功能表CPCLRN(RD非)LDN(LD非)EPET工作状态X0XXX置零↑10XX预置数X1101保持X11X0保持(C=0)↑1111计数4(4).八进制计数器真值表（5）用74160构成的8进制计数器原理图（6）.八进制计数器时序仿真图CPQ3Q2Q1Q000000100012001030011401005010160110701115仿真分析:由仿真图分析可知,输出a,b,c将从000一直变化到111,即一个脉冲周期结束返回,由此可证明此接法正确为八进制计数器..2．ADDRESS1模块设计文件ADDRESS1.VHD说明:CLK为时钟输入端口;RESER为置零端;DIN[7..0]为接受ROM数据信号端口;AD[4..0]为片选地址输出;HOUT[7..0],LOUT[7..0]分别为高八位断驱动和低八位短驱动.Address1设计程序：LIBRARYIEEE;USEIEEE.std_logic_1164.ALL;USEIEEE.std_logic_unsigned.ALL;ENTITYaddress1IS6PORT(clk,reset:INSTD_LOGIC;ad:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(4downto0);din:inSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);hout,lout:outSTD_LOGIC_VECTOR(7downto0));ENDaddress1;ARCHITECTUREaOFaddress1ISBEGINprocess(clk,din,reset)VARIABLEQ1:STD_LOGIC_VECTOR(4DOWNTO0);BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFRESET='0'OR(Q1=11111)THENQ1:=00000;ELSEQ1:=Q1+1;ENDIF;ENDIF;CASEQ1(0)ISWHEN'0'=LOUT=din;HOUT=(others='0');WHEN'1'=HOUT=din;LOUT=(others='0');WHENOTHERS=null;7ENDCASE;ad=Q1;ENDPROCESS;ENDa;模块功能：地址选择器包含行选线产生电路和列选线产生电路，从ROM中选择相应的地址输出。Clk为扫描时钟脉冲，控制扫描速度的快慢；RESET为复位端，只有在RESET为高电平的情况下，在脉冲上升沿到来时，ad计数，其中ad[4..1]输出扫描驱动信号，接入扫描片选端，依次选中LED点阵的各列，din输入字符存储器中每个存储单元的数据，hout[7..0]控制LED点阵的高八位lout[7..0]控制LED点阵的低八位，din中存储器中调用的数据模块分别由hout[7..0]或lout[7..0]输出，在LED点阵中经扫描显示字符。仿真图：83.用来存储字符的ROM256X8存储器(1)ROM的说明在设计ROM时,根据ROM的大小,我们可以采用不同的设计方法进行设计,比如4x8,8x8或256x8的ROM可以采用数组描述或WHEN-ELSE.然而数组描述ROM在面积上是最有效的,在用数组描述时,常把数组常量的ROM放在一个程序包中,这种方法可以提供ROM的重用,在程序包中应当用常量定义ROM的大小.而用WHEN-ELSE描述一个ROM,它确实是最直观的,它是类似查表的方法来设计的,本次设计就是一个用WHEN-ELSE设计的256x8的ROM.(2).存入ROM中的数据(文本格式.mif)width=8;depth=256;address_radix=hex;data_radix=hex;contentbegin00:00;01:00;02:fe;03:ff;04:02;05:00;06:02;07:00;--tong08:92;09:3f;0a:92;0b:10;0c:92;0d:10;0e:92;0f:10;10:92;11:10;12:92;13:10;14:92;15:10;16:da;17:3f;18:02;19:40;1a:02;1b:80;1c:ff;1d:7f;1e:02;1f:00;20:00;21:00;22:00;23:00;24:00;25:04;26:00;27:02;--xin28:c0;29:01;2a:00;2b:00;2c:f0;2d:3f;2e:01;2f:40;30:02;31:40;32:1c;33:40;34:08;35:40;36:00;37:07;38:00;39:70;3a:80;3b:00;3c:80;3d:00;3e:00;3f:07;40:10;41:00;42:10;43:00;44:ff;45:ff;46:10;47:00;--xie48:10;49:04;4a:80;4b:03;4c:00;4d:40;4e:10;4f:20;50:10;51:1c;52:ff;53:03;54:10;55:00;56:10;57:40;58:10;59:80;5a:f8;5b:7f;5c:90;5d:00;5e:00;5f:03;60:10;61:80;62:10;63:80;64:10;65:80;66:10;67:60;--li68:10;69:18;6a:ff;6b:07;6c:10;6d:00;6e:10;6f:00;970:10;71:00;72:10;73:00;74:10;75:20;76:10;77:40;78:10;79:80;7a:10;7b:40;7c:f8;7d:3f;7e:10;7f:00;80:08;81:01;82:08;83:01;84:08;85:01;86:99;87:00;--fen88:88;89:ff;8a:ff;8b:49;8c:28;8d:49;8e:18;8f:49;90:0f;91:7f;92:18;93:49;94:28;95:49;96:48;97:49;98:88;99:ff;9a:88;9b:00;9c:8c;9d:01;9e:88;9f:00;a0:10;a1:40;a2:10;a3:20;a4:18;a5:90;a6:16;a7:88;--faa8:10;a9:46;aa:90;ab:41;ac:f0;ad:23;ae:9f;af:14;b0:90;b1:08;b2:90;b3:14;b4:92;b5:22;b6:94;b7:21;b8:10;b9:40;ba:10;bb:c0;bc:18;bd:40;be:10;bf:00;c0:f8;c1:ff;c2:08;c3:00;c4:08;c5:00;c6:cc;c7:1f;--xiangc8:4a;c9:08;ca:49;cb:08;cc:48;cd:08;ce:48;cf:08;d0:48;d1:08;d2:48;d3:08;d4:48;d5:08;d6:e8;d7:1f;d8:48;d9:40;da:08;db:80;dc:fc;dd:7f;de:08;df:00;e0:00;e1:80;e2:00;e3:80;e4:00;e5:80;e6:00;e7:80;--shange8:00;e9:80;ea:00;eb:80;ec:00;ed:80;ee:ff;ef:ff;f0:20;f1:80;f2:20;f3:80;f4:20;f5:80;f6:30;f7:80;f8:20;f9:80;fa:00;fb:80;fc:00;fd:c0;fe:00;ff:80;end;(2)由VHDL编译生成的ROM256X8存储器图16×16扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。它有16个共阴极输出端口，每个共阴极对应有16个LED显示灯。所以其扫描译码地址需4位信号线。2864E2PROM存贮器是电可擦除/编程的只读存贮器，容量为8k×8bit,有1013位并行地址线和8位并行数据线，而一个完整的字符所需的存贮容间为32字节即32×8bit，也就是说2864最多可连续存256个16×16点阵字形。存贮方式可事先约定好.ROM仿真图仿真分析：从仿真结果可得：00：20;01:80;02:20;03:40；04：20；05：20；06：20…..与ROM的程序中的地址和信息是对应的，由此可知此模块是正确的，可以使用。四.16X16点阵模块11五.总体设计电路图1）.工作情况：将74LS160十进制计数器变为了八进制的计数器。在输入clk1的作用下在输出端输出000-111的地址数据。八进制输出的地址数据与ADDRESS1的输出addr[4..0]共同作为了存储器ROM的地址输入。此输入地址选定了存储器中在该地址上存储的数据。然后将数据在存储器的输出端q[7..0]输出。存储器的输出作用下输出的addr[4..1]决定了输出结果在16×16的点阵上列循环扫描。而addr0则决定着输出在16×16的点阵上的行扫描，也即输出时在低位（lout）还是在高位（hout）。总体上说来就是计数器提供部分地址，而ROM是一个字符的存储库，ADDRESS1则是决定着要输出的字符如何在16×16的点阵上扫描输出。2）.模块间的连接关系：12计数器的输出连接在ROM2