在数字FPGA电路中，作为入门级别的外设除LED灯外，数码管算是使用频率最多、应用范围最广的一个核心集成外设了，因此学习数码管的使用非常有必要，下面一起来看看数码管的显示原理及其实现方式吧！

数码管是电子设计中常用的外设设备之一，用来显示一些数据数值。常见的数码管有单个的以及多个共用一起的，那么首先由最简单的单个数码管的原理介绍，方便大家的理解。如下图a所示：

图a单个数码管内部结构

这就是一个常见的单个数码管内部的结构造型，可以理解成7个长方形的LED小灯组成，由这些小灯的亮灭状况来组成数码管显示的不同数值，下面我以手绘图展示几个数字的情况，大家应该能更清楚直观的明白其工作原理，如下图b所示：

图b显示数字024

这里是三个单独的数码管，分别显示数字0、2、4，所以数码管的原理可以简单的理解为点亮小灯的组合排列即可（具体内部电路的可以参考后面的附录，因为其不属于数字电路的内容， CMOS图像传感器集成电路芯片故放在附录中）， EEPROM带电可擦可编程存储器芯片大全明白了数码管的原理那么再来实现这部分的操作就很简单啦， 电子元器件PDF资料大全下面就一起具体看看是如何实现的吧。

在日常生活中灯的亮灭是通过开关来进行控制，芯片交易网IC交易网开可以理解为一个高电平的指令， ATMEGA系列ATMEL芯片COM关则相反，而在数字电路中，逻辑电平高低分别用1和0来进行表示，电子元器件PDF资料大全因此要实现点亮数码管的功能，也就可以通过0和1来进行控制a~g这七个小灯，比如让数码管显示1那么只需要b、c这两个小灯点亮就可以了，那么下面就来实现数码管显示部分的程序，使用的Verilog语言：

module    one_digit(
    input    [3:0]    data，
    output    [7:0]    seg
);

reg        [7:0]    seg;

always @(data) begin
    case(data)
        4'h0:seg = 8'b11000000;
        4'h1:seg = 8'b11111001;
        4'h2:seg = 8'b10100100;
        4'h3:seg = 8'b10110000;
        4'h5:seg = 8'b10010010;
        4'h4:seg = 8'b10011001;
        4'h6:seg = 8'b10000010;
        4'h7:seg = 8'b11111000;
        4'h8:seg = 8'b10000000;
        4'h9:seg = 8'b10010000;
        4'ha:seg = 8'b10001000;
        4'hb:seg = 8'b10000011;
        4'hc:seg = 8'b11000110;
        4'hd:seg = 8'b10100001;
        4'he:seg = 8'b10000110;
        4'hf:seg = 8'b10111111;
    endcase
end

endmodule

以上就是基于的是LUT查找表的原理所写的单个数码管显示的程序。

当写完一部分语法验证没有错误、编译能够成功的程序后，下面要做的就是核心的功能验证，那么对于上面的数码管程序如何进行验证呢？

对于FPGA设计的验证来说，常见的验证方式有两种：a.仿真验证b.下板验证，当身边没有合适硬件板卡的时候，仿真验证往往是不错的选择，这个时候借助一些EDA工具，可以方便的验证好设计的程序逻辑功能是否正确，Modelsim就是这样一款便于仿真验证的工具，当然进行仿真验证的时候也需要进行激励的输入（编写一部分代码），下面对这个数码管的程序使用仿真验证的方式看看效果吧，如下图c所示：

图c数码管仿真结果

可以从仿真波形的高低判断出对应的数码管内部LED小灯的亮灭情况，由此排列组合推断出实际的数码管显示情况，以此作为仿真验证判断的依据，下面给出仿真验证的程序：

`timescale      1ns/1ns

 

module TB_one_dight;

 

reg         [3:0]data;

wire[7:0]seg         ;

 

one_digituut(

       data，

       seg

);    

 

initial begin

       data=     0;

       #100;

       repeat(16)begin

              data=     data+     1;

              #100;

       end

       $stop;

end

 

endmodule

至于实物验证的部分的话，建议结合相关的硬件板块配套例程来进行学习验证，这里就不做板卡推荐了，FPGA板卡以实物配套为文档教程为准。

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