开发板实战篇2 6位数码管静态显示

与"开发板实战篇1 LED点灯(开篇)" 的区别，增加模式切换

总结:

模块例化思想: 定时器模块 + 点灯模块

根据自己思路编写代码,调试仿真代码,同时熟悉环境.加深细节理解

segled_static_driver.v 实现不够简洁，感觉还可以优化，后面有思路再搞

注意:

若进行了QuartusII_13.0 和 Notepad++软件的关联,在modelsim中无法双击打开.v文件,只能通过工具栏的open文件夹图标打开, 我的电脑会打开altium designer软件 ,取消关联可恢复正常

每次打开modelsim时需要切换工作空间，否则可能创建工程添加的源码会是上一个仿真工程的代码，导致出错

一. 实现的功能

6位数码管以静态方式依次显示000000、 111111、222222至FFFFFF，结束后继续从000000开始计数，每1s变化一次。

二. 功能框图

定时器模块：加计数器，计数到了产生overflow信号

segled控制模块：根据en使能信号，点亮数码管

打开方法: tools -> netlist viewers -> rtl viewer

三. RTL代码

segled_static_top.v

与led_top.v基本相同。

COUNT_OVERFLOW = 26'd50_000_000,即闪烁周期为1S。

module segled_static_top (input clk,input reset,output [5:0] sel,output [7:0] seg_led
);parameter COUNT_OVERFLOW = 26'd50_000_000;wire   overflow;                 // 定时时间到timer #(.COUNT_OVERFLOW (COUNT_OVERFLOW))u_timer(.clk      (clk),.reset    (reset),.overflow (overflow)
);segled_static_driver u_segled_static_driver(clk,reset,overflow,sel,seg_led);endmodule

timer.v

除将overflow <=修改为非阻塞赋值外，其它与led点灯工程的相同。

/*
*********************************************************************************Copyright ©, 2018, CunXin_ All Rights Reserved*文 件 名: key_led.v*说    明: 程序功能无按键按下时， LED灯全灭； 按键1按下时， LED灯显示自右向左的流水效果；按键2按下时， LED灯显示自左向右的流水效果；按键3按下时，四个LED灯同时闪烁；按键4按下时， LED灯全亮*版    本: V000B00D00*创建日期: 2018年4月3日     下午12:16:49*创 建 人: wansaiyon*修改信息：
================================================================================*修 改 人            修改日期            修改内容 *<作者/修改者>      <YYYY/MM/DD>        <修改内容>
********************************************************************************
*/module timer #(parameter COUNT_OVERFLOW = 26'd10_000_000
) (input clk,input reset,output reg overflow
);localparam period = COUNT_OVERFLOW;reg [25:0] cnt;always @(posedge clk,negedge reset) beginif(!reset) begincnt <= 26'd0;overflow <= 1'b0;end        else if(cnt < period) begincnt <= cnt + 1'd1;overflow <= 1'b0;end        else begincnt <= 26'd0;overflow <= 1'b1;endendendmodule

segled_static_driver.v

主要功能：定义16个字符、显示字符状态切换、、seg_led显示输出。

/*
6位数码管
sel[0]  output  N16 第一个数码管位选信号
sel[1]  output  N15 第二个数码管位选信号
sel[2]  output  P16 第三个数码管位选信号
sel[3]  output  P15 第四个数码管位选信号
sel[4]  output  R16 第五个数码管位选信号
sel[5]  output  T15 第六个数码管位选信号
seg_led[0]  output  M11 数码管段选a
seg_led[1]  output  N12 数码管段选b
seg_led[2]  output  C9  数码管段选c
seg_led[3]  output  N13 数码管段选d
seg_led[4]  output  M10 数码管段选e
seg_led[5]  output  N11 数码管段选f
seg_led[6]  output  P11 数码管段选g
seg_led[7]  output  D9  数码管段选h
*/module segled_static_driver (input clk,input reset,input en,output reg [5:0] sel,output reg [7:0] seg_led
);// param define
localparam CHAR_0 = 8'b0100_0000;
localparam CHAR_1 = 8'b0111_1001;
localparam CHAR_2 = 8'b0010_0100;
localparam CHAR_3 = 8'b0011_0000;
localparam CHAR_4 = 8'b0001_1001;
localparam CHAR_5 = 8'b0001_0010;
localparam CHAR_6 = 8'b0000_0010;
localparam CHAR_7 = 8'b0111_1000;
localparam CHAR_8 = 8'b0000_0000;
localparam CHAR_9 = 8'b0001_0000;
localparam CHAR_a = 8'b0000_1000;
localparam CHAR_b = 8'b0000_0011;
localparam CHAR_c = 8'b0100_0110;
localparam CHAR_d = 8'b0010_0001;
localparam CHAR_e = 8'b0000_0110;
localparam CHAR_f = 8'b0000_1110;//reg define
reg [3:0] segled_ctrl;// 显示状态切换
always @(posedge clk,negedge reset ) beginif(!reset) beginsegled_ctrl <= 4'b0000;endelse if(en) beginsegled_ctrl <= segled_ctrl + 1'b1;endelse beginsegled_ctrl <= segled_ctrl;end
end// seg_led 输出显示
always @(posedge clk ,negedge reset) beginif(!reset) beginsel <= 6'b00_0000;seg_led <= CHAR_8;endelse if(en) beginsel <= 6'b00_0000;casex (segled_ctrl)4'b0000: begin seg_led <= CHAR_0;end4'b0001: begin seg_led <= CHAR_1;end4'b0010: begin seg_led <= CHAR_2;end4'b0011: begin seg_led <= CHAR_3;end4'b0100: begin seg_led <= CHAR_4;end4'b0101: begin seg_led <= CHAR_5;end4'b0110: begin seg_led <= CHAR_6;end4'b0111: begin seg_led <= CHAR_7;end4'b1000: begin seg_led <= CHAR_8;end4'b1001: begin seg_led <= CHAR_9;end4'b1010: begin seg_led <= CHAR_a;end4'b1011: begin seg_led <= CHAR_b;end4'b1100: begin seg_led <= CHAR_c;end4'b1101: begin seg_led <= CHAR_d;end4'b1110: begin seg_led <= CHAR_e;end4'b1111: begin seg_led <= CHAR_f;enddefault: beginseg_led <= CHAR_0;endendcaseendelse beginsel <= 6'b00_0000;seg_led <= seg_led;end
endendmodule

四.modelsim前仿真(功能仿真)

每次打开modelsim时需要切换工作空间，否则可能创建工程添加的源码会是上一个仿真工程的代码，导致出错。

使用vscode打开segled_static_top.v, ctrl+shift+p,输入testbench,在terminal生成了segled_static_top_tb.v代码,需要安装插件verilog_testbench, 初始生成时可能提示失败,需要安装 python 库(根据错误提示自行百度)。

生成的代码有点错误，需要自己再做点修改。

segled_static_top_tb.v,

为了方便减小了计数器周期为26'd10。

`timescale  1ns / 1nsmodule tb_segled_static_top;// segled_static_top Parameters
parameter PERIOD          = 10            ;
parameter COUNT_OVERFLOW  = 26'd10;     // segled_static_top Inputs
reg   clk                                  = 0 ;
reg   reset                                = 0 ;// segled_static_top Outputs
wire  [5:0]  sel                           ;
wire  [7:0]  seg_led                       ;    initial
beginforever #(PERIOD/2)  clk=~clk;
endinitial
begin#(PERIOD*2) reset  =  1;
endsegled_static_top #(.COUNT_OVERFLOW ( COUNT_OVERFLOW ))u_segled_static_top (.clk                     ( clk            ),.reset                   ( reset          ),.sel                     ( sel      [5:0] ),.seg_led                 ( seg_led  [7:0] )
);endmodule

仿真波形

五.下载验证

6位数码管以静态方式依次显示000000、 111111、222222至FFFFFF，结束后继续从000000开始计数，每1s变化一次。

但是发现4个LED有微弱的亮度，需要配置好未使用管脚的状态为高阻输入，同时将nCEO管脚修改为Use as regular I/0，修改后LED变为熄灭状态了。

在 Quartus 软件中默认未使用管脚的状态为弱上拉输入，所以未使用到的管脚上也是有电压的，只是驱动能力很弱，这往往会导致一些不安全的隐患，所以我们需要将未使用管脚的状态设置为三态输入。

在左侧Category一栏中选择Dual-Purpose Pin。对于需要使用EPCS器件的引脚时，需要将下图页面中所有的引脚都改成Use as regular IO，如果大家不确定工程中是否用到EPCS器件时，可以全部修改。本次实验只修改了nCEO一栏中，将Use as programming pin修改为Use as regular I/0。

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