fpga数码管显示实验原理

fpga数码管显示实验原理

FPGA（Field-Programmable Gate Array）数码管显示实验是一种利

用FPGA进行数字数码管显示控制的实验。FPGA是一种可编程逻辑器件，

可实现数字逻辑电路的设计与实现。本实验的原理是通过FPGA控制数码

管的亮灭状态和显示的数字，以实现不同数字的显示。

整个实验可以分为数字信号生成、数码管扫描和数码管显示三个模块。

1.数字信号生成模块

数字信号生成模块是实现FPGA输出驱动数码管的主要模块。FPGA的

管脚可以设置为输入或输出。在本实验中，FPGA的输出管脚和数码管的

输入管脚相连，通过FPGA控制输出信号，驱动数码管显示对应数字。

数字信号生成的步骤如下：

（1）设置FPGA的输出管脚为输出模式（输出高电平或低电平）；

（2）通过FPGA内部逻辑电路产生或处理需要显示的数字信号；

（3）将处理好的数字信号传输到FPGA输出管脚；

（4）输出管脚通过外部的连接线连接到数码管的输入管脚。

2.数码管扫描模块

数码管扫描模块是为了能够显示多位数字，需要对数码管进行扫描操作。扫描操作的原理是通过快速切换数码管的亮灭状态来实现显示多个数

字的效果。

数码管通常由多个数字显示单元组成，每个数字显示单元对应一个输

入管脚，FPGA的输出信号控制数码管上的不同数字显示单元。

数码管扫描的步骤如下：

（1）设置FPGA的输出管脚为输出模式；

（2）产生一个使得一些数码管显示的数字信号；

（3）通过控制FPGA输出管脚的电平状态来选择需要显示的数码管；

（4）不断循环上述步骤，可以实现多个数码管显示的效果。

3.数码管显示模块

数码管显示模块是实现数码管上显示特定数字的部分。在本实验中，常用的是共阳数码管和共阴数码管。

共阳数码管需要将管脚接上Vcc电源，通过地线控制输出高电平使得数码管亮起。共阳数码管的原理是通过控制对应的输出管脚输出低电平，控制数码管上的七段LED显示不同的数字。

共阴数码管则需要将管脚接上地线，通过Vcc电源控制输出高电平使得数码管亮起。其他的控制原理和共阳数码管类似。

通过FPGA控制数码管显示的过程如下：

（1）根据要显示的数字，将相应的控制位对应为高电平或低电平；

（2）通过FPGA的输出管脚将控制位的电平状态传输到数码管对应的输入管脚；

（3）数码管根据接收到的控制信号进行显示。

通过以上的步骤，就可以利用FPGA来完成数码管显示的实验。通过控制FPGA输出的信号和扫描数码管的操作，可以实现多位数字的显示效

果。这种方式不仅具有灵活性高、易于扩展的特点，还可以更好地理解FPGA的原理和操作。