[其他芯片] 【国产FPGA高云GW1N-4系列开发板测评】动态数码管之时间显示

怀揣少年梦 2021-12-17 15:56 楼主

一、目标

1、显示时钟；数码管显示分钟和秒；使用开发板上LED显示小时和分钟的十分位

二、实现方法

1、基于秒表工程的分频以及LED的驱动；注意LED是低电平点亮。

2、基于数码管动态扫描的方式进行数码管驱动。

3、开发板上左边一排LED，对应的管脚号114,116,118,120,122,124,128,130，对应8位bit-0-7;右边一排LED对应的管脚为：113,115,117,119,121,123,126,129.对应8位bit-0-7;并且都是使用8421BCD码表示十进制的小时和分钟。

三、代码

主要看代码：

1、主要显示部分

/*
数码管时钟显示实验
4个数码管
*/

`define UD #1  //延时1个时间单位

module watch(
    input  sys_clk,//系统时钟
    input  sys_rst_n,

    output [3:0]dig,//位选
    output reg[7:0]smg,//数码管段码
    output reg[7:0]Hour_led,//用于显示小时的led控制管脚
    output reg[7:0]Minute_led//用于显示分钟的led控制管脚
);


wire clk_1hz;  //变量
wire clk_1ms;
div_clk u_div_clk
(
    .sys_clk(sys_clk),
    .clk_1hz(clk_1hz),
    .clk_1ms(clk_1ms)
);



reg [4:0]second_counter_ge = 5;//秒个位计时
reg [4:0]second_counter_shi = 3;//秒十位计时
reg [4:0]minute_counter = 6;//分计时个位
reg [4:0]minute_counter_shi = 5;//分计时十位
reg [4:0]hour_counter = 8;
reg [4:0]num = 0;//要显示的数字

always @(posedge clk_1hz)
begin
    if(second_counter_ge == 4'd9) //秒个位加到9进位（使用除法，比较耗费资源）
    begin
        second_counter_ge <= `UD 4'd0;
        second_counter_shi <= `UD second_counter_shi + 1'b1;
        if(second_counter_shi == 4'd5) //秒十位加到5，并且个位到9，分钟加1
        begin
            second_counter_shi <= `UD 4'd0;
            minute_counter <= `UD minute_counter + 1'b1;
            if(minute_counter == 4'd9)
            begin
               // second_counter_shi <= 0;
                minute_counter     <= 0;
              //  second_counter_ge  <= 0;
                minute_counter_shi <= `UD minute_counter_shi + 1'b1;
                if(minute_counter_shi == 4'd5)
                    begin       
                        hour_counter <= `UD hour_counter + 1'b1;
                        minute_counter_shi <= 0;
                        if(hour_counter == 4'd11)
                                hour_counter <= 0;
                    end
            end
        end
    end
    else
            second_counter_ge <= `UD second_counter_ge + 1'b1;    
end

parameter smg_one   = 4'b1110;
parameter smg_two   = 4'b1101;
parameter smg_three = 4'b1011;
parameter smg_four  = 4'b0111;
reg [3:0]sel ;
reg [3:0]disp_sel;
//使用状态机进行数码管扫描
always @(posedge clk_1ms or negedge sys_rst_n)
begin
    if(!sys_rst_n)
    begin   
        sel <= smg_one;
        disp_sel = 4'b1110;
    end
    else  
    begin
        case(sel)
            smg_one: 
            begin
            disp_sel <= 4'b1110;sel <= smg_two;num <= second_counter_ge;
            end
            smg_two:
            begin
            disp_sel <= 4'b1101;sel <= smg_three;num <= second_counter_shi;
            end
            smg_three:
            begin
            disp_sel <= 4'b1011;sel <= smg_four;num <= 4'd10;
            end           
            smg_four:
            begin
            disp_sel <= 4'b0111;sel <= smg_one;num <= minute_counter;
            end
            default :sel <= smg_one;
        endcase
    end
end


//共阳极
assign dig = disp_sel; //显示一位
//0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80,0x90
//显示部分 共阳极，为0有效
always @(*)
begin   
    case(num)
        4'd0:smg = 8'hc0;//数字0
        4'd1:smg = 8'hf9;//数字1
        4'd2:smg = 8'ha4;//数字2
        4'd3:smg = 8'hb0;//数字3
        4'd4:smg = 8'h99;//数字4
        4'd5:smg = 8'h92;//数字5
        4'd6:smg = 8'h82;//数字6
        4'd7:smg = 8'hf8;//数字7
        4'd8:smg = 8'h80;//数字8
        4'd9:smg = 8'h90;//数字9
        4'd10:smg = 8'hBF;//符号-
        default:smg = 8'hc0;//数字0
    endcase
end

//用于分钟LED显示
always @(*)
begin   
    case(minute_counter_shi)
        4'd0:Minute_led = 8'hFF;//数字0
        4'd1:Minute_led = 8'hFE;//数字1
        4'd2:Minute_led = 8'hFD;//数字2
        4'd3:Minute_led = 8'hFC;//数字3
        4'd4:Minute_led = 8'hFB;//数字4
        4'd5:Minute_led= 8'hFA;//数字5
        default:Minute_led = 8'hFF;//数字0
    endcase
end

//用于小时LED显示
always @(*)
begin   
    case(hour_counter)
        4'd0:Hour_led = 8'hFF;//数字0
        4'd1:Hour_led = 8'hFE;//数字1
        4'd2:Hour_led = 8'hFD;//数字2
        4'd3:Hour_led = 8'hFC;//数字3
        4'd4:Hour_led = 8'hFB;//数字4
        4'd5:Hour_led = 8'hFA;//数字5
        4'd6:Hour_led = 8'hF9;//数字6
        4'd7:Hour_led = 8'hF8;//数字7
        4'd8:Hour_led = 8'hF7;//数字8
        4'd9:Hour_led = 8'hF6;//数字9
        4'd10:Hour_led = 8'hF5;//符号-
        4'd11:Hour_led = 8'hF4;//符号-
        default:Hour_led = 8'hFF;//数字0
    endcase
end



endmodule

2、时钟分频部分

`define UD #1  //在引用已定义的宏名时，必须在宏名的前面加上符号“`”，表示该名字是一个经过宏定义的名字.
               //宏定义不是Verilog HDL语句，不必在行末加分号。如果加了分号会连分号一起进行置换
               //宏名和宏内容必须在同一行中进行声明。如果在宏内容中包含有注释行，注释行不会作为被置换的内容

module div_clk(
    input  sys_clk,//系统时钟 50Mhz
    
    output clk_1hz,//1Hz时钟
    output clk_1ms  //1ms时钟
);


reg [25:0] time_cnt = 0;//用于保存分频计数值
reg [15:0] ms_cnt = 0; //用于保存分频计数值
reg flag = 0;//用于产生正负信号标志
reg ms_flag = 0;//用于产生正负信号标志
always @(posedge sys_clk)
begin 
    if(time_cnt == 26'h2faf080-1'b1)
        time_cnt <= `UD 26'd0;
    else
        time_cnt <= `UD time_cnt + 1'b1;
end


always @(posedge sys_clk)
begin 
    if(ms_cnt == 16'hc350-1'b1)
        ms_cnt <= `UD 16'd0;
    else
        ms_cnt <= `UD ms_cnt + 1'b1;
end


//分频，产生1Hz时钟
always @(posedge sys_clk)
begin   
    if(time_cnt == 26'h2faf080/2-1'b1)
        flag <= `UD 1'b1;
    else if(time_cnt == 26'h2faf080-1'b1)
        flag <= `UD 1'b0;
end   


//分频，产生1000Hz时钟
always @(posedge sys_clk)
begin   
    if(ms_cnt == 16'hc350/2-1'b1)
        ms_flag <= `UD 1'b1;
    else if(ms_cnt == 16'hc350-1'b1)
        ms_flag <= `UD 1'b0;
end  

assign clk_1ms = ms_flag;
assign clk_1hz = flag;

endmodule

四、实验现象

数码管显示6分-秒

左边LED显示 8、右边显示5。和程序中设定的初始值一样。