led点阵数字显示驱动电路设计.doc

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成 绩 评 定 表
学生姓名
王靖
班级学号
1103040132
专 业
电子科学及技术
课程设计题目
8X8LED点阵数字显示驱动电路设计
评
语
组长签字：
成绩
日期
20 年 月 日
课程设计任务书
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学 院
信息科学及工程学院
专 业
电子科学及技术
学生姓名
王靖
班级学号
1103040132
课程设计题目
8X8LED点阵数字显示驱动电路设计
实践教学要求及任务:
用8X8LED点阵实现简单数字及英文字符的显示。
（1）LED共阳方式；
（2）采用扫描的方式显示信息，信息内容可存于文件；
（3）显示方式：自动滚动或者手动选择；
（4）自行设计设计下载后的验证方案；
（5）完成全部流程：设计文档、模块设计、代码输入、功能仿真、约束及综合、布局布线、下载验证等。
工作计划及进度安排:
本设计持续两周，其中最后一天为答辩时间。
第1-2天：讲解题目，准备参考资料，检查、调试实验软硬件，进入设计环境，开始设计方案和验证方案的准备；
第3-5天：完成设计及验证方案，经指导老师验收后进入模块电路设计（验收设计文档）；
第6-7天：完成模块电路设计，进行代码输入，并完成代码的仿真（验收代码及仿真结果）；
第 8-9天：约束设计、实现、下载验证（验收验证实现）；
第10天：修正设计、整理设计资料，验收合格后进行答辩。
指导教师：
201 年 月 日
专业负责人：
201 年 月 日
学院教学副院长：
201 年 月 日
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摘 要
8X8LED点阵数字显示驱动电路就是简单地将要显示的信息进行编码后，输出相应的显示和扫描信号连接到点阵上显示。本文详细介绍了如何用FPGA在8X8LED点阵显示方案设计的过程，并在此基础上将整体电路分为ROM、数据编码、选择显示、扫描产生等主要功能块。
整体过程采用Verilog HDL语言对电路进行功能模块的逻辑设计，然后在Modelsim上进行功能仿真，接着在Quartus II进行逻辑综合及管脚锁定，最后适配下载到Altare公司的Cyclone II芯片的EP2C5T144C8上进行验证。在此过程中，顺利的建立了激励文件和测试平台，功能和时序的仿真，完成了对点阵显示的验证，从而保证了所设计电路的可行性和准确性。
关键词 Verilog HDL；FPGA；仿真；综合；验证
目 录
引 言 1
1 总体电路结构设计 2
8X8点阵显示原理 2
关键功能电路设计 3
电路接口 5
电路功能框图 5
验证方案 6
2 模块设计 7
ROM模块设计 7
8
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扫描产生模块设计 10
选择显示模块设计 10
3 设计仿真与测试 12
12
仿真平台构建和仿真结果 12
顶层仿真平台与激励 12
电路功能仿真结果 13
测试环境的搭建与测试结果 15
测试环境模拟 15
电路测试结果 16
4 电路约束与综合实现 17
时序约束 17
引脚锁定约束 17
电路综合报告 18
设计实现与下载 18
结论 19
参考文献 20
引 言
FPGA是以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合及布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。
系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。本设计就是通过对8X8点阵驱动电路的设计，来更熟悉地对FPGA进行学习和掌握。
本设计方案是在Cyclone II芯片的EP2C5T144C8上实现验证，Cyclone II芯片是Altera公司的2004年推出的新款FPGA器件