數碼管一些列功能的verilog實現

將數碼管各段發光元件的正極連在一起稱為共陽數碼管，且該共點擊鏈接電路電源的正極，而各段的負極連接驅動電路。它適用於低電平有效的驅動電路，當某段的驅動電平為低電平時，該段發亮；將數碼管各段發光元件的負極連在一起稱為共陰數碼管，且該電平連接電源的負極，而各段元件的正極驅動電路，它適用於高電平有效的驅動電路，當某段的驅動電平為高電平，該段發光。

1.數碼管的動態顯示 驅動多位數碼管需要動態掃描顯示，假如是8位數碼管顯示，則需要先設計一個計數器，8位計數器，不斷掃描。動態掃描顯示時刷新頻率最好大於50HZ,即顯示一輪的時間不要超過20ms，每個數碼管顯示時間不能太長也不能太短，時間太長會影響刷新頻率，導致整體出現閃爍的現象，時間太短發生二極管的電流導通時間也就短，會影響總體的顯示亮度。一般控制在1ms左右。

module seg(clk,wei,duan);//50MHZ時鍾輸入，duan:數碼管位嗎，wei:數碼管段碼，‘0’led亮
input clk;
output [7:0]wei;
output [7:0]duan;
reg [7:0]wei;
reg [7:0]duan;
integer count;//分頻計數器，每計數到50000下clk_1k時鍾翻轉
reg clk_1k;//數碼管掃描時鍾2ms
reg [2:0]wei_count;//位碼計數器


always @(posedge clk)//分頻進程
begin
   if(count==500000)
     begin
     count=0;
     clk_1k=~clk_1k;
     end
   else
     count=count+1;
end

always @(posedge clk_1k)//數碼管掃描進程    
   begin
        case(wei_count)  
            3'b000: begin wei=8'b11111110; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b001: begin wei=8'b11111101; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b010: begin wei=8'b11111011; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b011: begin wei=8'b11110111; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b100: begin wei=8'b11101111; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b101: begin wei=8'b11011111; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b110: begin wei=8'b10111111; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
            3'b111: begin wei=8'b01111111; duan=8'b0000_0000;wei_count=wei_count+1'b1;end
         endcase
   end
endmodule

2.秒表數碼管顯示 ：秒表的設計原理：首先通過分頻器產生一個頻率為1HZ的時鍾座位計數源，設置兩個寄存器分別用來存儲計數值，一個為寄存個位數，一個寄存十位數，同時同時產生一個數碼管位選時鍾，用來對數碼管的位選進行掃描。（0到60，秒表）

module second(clk,duan,wei);//clk:50MHZ時鍾輸入，duan:數碼管段碼，wei:數碼管位碼
input clk;
output [7:0]duan;
output [1:0]wei;
reg [7:0]duan;
reg [1:0]wei;

integer count;//1HZ時鍾計數器
integer count2;//掃描時鍾計數器
reg clk_1hz;//1HZ時鍾信號

reg [3:0]ge;//數碼管個位數BCD碼
reg [2:0]shi;//數碼管十位BCD二進制碼

reg clk_scan;//數碼管掃描時鍾
reg select; 


always @(posedge clk)//1HZ時鍾進程
  begin
    if(count==25000000)
      begin
         clk_1hz=~clk_1hz;
         count=0;
      end
    else
       count=count+1'b1;
  end
  
always @(posedge clk_1hz)//秒表功能進程
  begin
    if(ge==4'b1001)
      begin
         ge=4'b0000;
         if(shi==3'b101)
           shi=3'b000;
         else
           shi=shi+1'b1;
      end
      
    else
      ge=ge+1'b1;
  end
      
always @(posedge clk)//數碼管掃描時鍾產生進程
begin
   if(count2==50000)
     begin
     count2=0;
     clk_scan=~clk_scan;
     end
   else
     count2=count2+1;
end
   
always @(posedge clk_scan)
 begin 
     select=select+1'b1;
 end
   
always @(ge or shi or select)
 begin 
   if(select==1'b1)
   begin
   wei=2'b10;//秒表個位數顯示
   case(ge)
       4'b0000:begin duan=8'b1100_0000;end
       4'b0001:begin duan=8'b1111_1001;end
       4'b0010:begin duan=8'b1010_0100;end
       4'b0011:begin duan=8'b1011_0000;end
       4'b0100:begin duan=8'b1001_1001;end
       4'b0101:begin duan=8'b1001_0010;end
       4'b0110:begin duan=8'b1000_0011;end
       4'b0111:begin duan=8'b1111_1000;end
       4'b1000:begin duan=8'b1000_0000;end
       4'b1001:begin duan=8'b1001_1000;end
       default duan=8'bx;
   endcase
   end
   else
   begin
 
   wei=2'b01;//秒表十位數顯示
   case(shi)
       3'b000:duan=8'b1100_0000;
       3'b001:duan=8'b1111_1001;
       3'b010:duan=8'b1010_0100;
       3'b011:duan=8'b1011_0000;
       3'b100:duan=8'b1001_1001;
       3'b101:duan=8'b1001_0010;
       3'b110:duan=8'b1000_0011;
       default duan=8'bx;
   endcase
   end
end
endmodule

3.時鍾數碼管顯示：首先通過分頻器產生一個頻率為1HZ的時鍾作為計數源，設置六個寄存器分別用來存儲豎直，時分秒各用兩個寄存器，一個為寄存個位數，另一個寄存十位數。當秒計數到達59時便向分進一，同時秒清零；當分計數達到59時，便向時進一，同時分清零；當時計數到達24時將時分秒計數寄存器同時清零。產生一個數碼管位選時鍾，用來對數碼管的位選進行掃描。

module time_clock(clk,duan,wei);//clk:50MHZ時鍾輸入，duan:數碼管段碼，wei:數碼管位碼
input clk;
output [7:0]duan;
output [5:0]wei;
reg [7:0]duan;
reg [5:0]wei;

integer count;//1HZ時鍾計數器
integer count2;//掃描時鍾計數器
reg clk_1hz;//1HZ時鍾信號

reg [3:0]miao_ge;//秒個位數BCD碼
reg [2:0]miao_shi;//秒十位BCD二進制碼
reg [3:0]fen_ge;//分鍾個位數
reg [2:0]fen_shi;//分鍾十位數
reg [1:0]shi_ge;//時鍾個位數
reg [1:0]shi_shi;//時鍾十位數


reg clk_scan;//數碼管掃描時鍾
reg [2:0]select; //用於掃描時選擇顯示位碼


always @(posedge clk)//1HZ時鍾進程
  begin
    if(count==25000000)
      begin
         clk_1hz<=~clk_1hz;
         count<=0;
      end
    else
       count<=count+1'b1;
  end
  
always @(posedge clk_1hz)//秒分時各位累加功能進程
  begin
    if(miao_ge==4'b1001)
    begin
             miao_ge<=4'b0000;
             if(miao_shi==3'b101)
             begin
                     miao_shi<=3'b000;
                     if(fen_ge==4'b1001)
                     begin
                            fen_ge<=4'b0000;
                            if(fen_shi==3'b101)
                            begin
                                fen_shi<=3'b000;
                                if(shi_ge==2'b11)
                                begin
                                      shi_ge<=2'b00;
                                      if(shi_shi==2'b10)
                                        shi_shi<=2'b00;
                                      else
                                        shi_shi<=shi_shi+1'b1;                                      
                                end
                                else
                                shi_ge<=shi_ge+1'b1;
                            end
                            else
                            fen_shi<=fen_shi+1'b1;
                     end
                     else
                     fen_ge<=fen_ge+1'b1;
             end
             else
             miao_shi<=miao_shi+1'b1;
    end
      
    else
      miao_ge<=miao_ge+1'b1;
  end
      
always @(posedge clk)//數碼管掃描時鍾產生進程
begin
   if(count2==10000)
     begin
     count2<=0;
     clk_scan<=~clk_scan;
     end
   else
     count2<=count2+1;
end
   
always @(posedge clk_scan)
 begin 
     if(select==3'b110)
     select<=3'b000;
     else
     select<=select+1'b1;
     
 end
   
always @(miao_ge or miao_shi or fen_ge or fen_shi or shi_ge or shi_shi or select)//敏感信號列表
 begin 
   if(select==3'b001)
   begin
   wei<=6'b111110;//秒個位數顯示
   case(miao_ge)
       4'b0000:begin duan<=8'b1100_0000;end
       4'b0001:begin duan<=8'b1111_1001;end
       4'b0010:begin duan<=8'b1010_0100;end
       4'b0011:begin duan<=8'b1011_0000;end
       4'b0100:begin duan<=8'b1001_1001;end
       4'b0101:begin duan<=8'b1001_0010;end
       4'b0110:begin duan<=8'b1000_0011;end
       4'b0111:begin duan<=8'b1111_1000;end
       4'b1000:begin duan<=8'b1000_0000;end
       4'b1001:begin duan<=8'b1001_1000;end
       default duan<=8'bx;
   endcase
   end
   
   else if(select==3'b010)
   begin
   wei<=6'b111101;//秒十位數顯示
   case(miao_shi)
       3'b000:duan<=8'b1100_0000;
       3'b001:duan<=8'b1111_1001;
       3'b010:duan<=8'b1010_0100;
       3'b011:duan<=8'b1011_0000;
       3'b100:duan<=8'b1001_1001;
       3'b101:duan<=8'b1001_0010;
       3'b110:duan<=8'b1000_0011;
       default duan<=8'bx;
   endcase
   end
   
   else if(select==3'b011)
   begin
   wei<=6'b111011;//分鍾個位數顯示
   case(fen_ge)
       4'b0000:begin duan<=8'b1100_0000;end
       4'b0001:begin duan<=8'b1111_1001;end
       4'b0010:begin duan<=8'b1010_0100;end
       4'b0011:begin duan<=8'b1011_0000;end
       4'b0100:begin duan<=8'b1001_1001;end
       4'b0101:begin duan<=8'b1001_0010;end
       4'b0110:begin duan<=8'b1000_0011;end
       4'b0111:begin duan<=8'b1111_1000;end
       4'b1000:begin duan<=8'b1000_0000;end
       4'b1001:begin duan<=8'b1001_1000;end
       default duan<=8'bx;
   endcase
   end
   
   else if(select==3'b100)
   begin
   wei<=6'b110111;//分鍾十位數顯示
   case(fen_shi)
       3'b000:duan<=8'b1100_0000;
       3'b001:duan<=8'b1111_1001;
       3'b010:duan<=8'b1010_0100;
       3'b011:duan<=8'b1011_0000;
       3'b100:duan<=8'b1001_1001;
       3'b101:duan<=8'b1001_0010;
       3'b110:duan<=8'b1000_0011;
       default duan<=8'bx;
   endcase
   end
   
   else if(select==3'b101)
   begin
   wei<=6'b101111;//時鍾個位數顯示
   case(shi_ge)
       4'b0000:begin duan<=8'b1100_0000;end
       4'b0001:begin duan<=8'b1111_1001;end
       4'b0010:begin duan<=8'b1010_0100;end
       4'b0011:begin duan<=8'b1011_0000;end
       default duan<=8'bx;
   endcase
   end
   
   else 
   begin
   wei<=6'b011111;//時鍾十位數顯示
   case(shi_shi)
       3'b000:duan<=8'b1100_0000;
       3'b001:duan<=8'b1111_1001;
       3'b010:duan<=8'b1010_0100;
       default duan<=8'bx;
   endcase
   end
end
   
endmodule