实验三 数码管显示实验
一、实验简介
本教程以实验为主，结合相应的实验案例，以详细的讲解和实验步骤让大家尽快熟悉FPGA开发的基本流程、Lattice Diamond软件平台的使用方法以及本节实验相关模块的工作原理。 数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同。知识要点如下：
* 熟悉和掌握FPGA开发的基本流程
- 掌握Lattice Diamond软件平台的基本使用方法
- 掌握使用Verilog HDL语言基于FPGA实现数码管静态显示的原理及实现方法
二、 背景知识
数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP）这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（8）可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V/+3.3V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
数码管的基本显示单元为发光二极管，是半导体二极管的一种，把电能转化为光能，具有单向导电性：图中标有+号的为正极，标有-号的为负极，只有正向偏置时（正极电势高于负极电势），电流流过，LED点亮。
数码管由 8个LED灯（ a、b、c、d、e、f、g和dp）组成，控制每个LED的点亮或熄灭实现数字显示。通常数码管分为共阳极数码管和共阴极数码管，结构如下图所示：
数码管的显示方式主要包括两种：独立显示模式与扫描显示方式，核心板卡上的两个数码管为独立显示链接方式。本小节只讲解独立显示模式的驱动方法，扫描显示模式请参照STEP FPGA扩展板卡相关项目介绍。
三、 实验环境
*硬件环境：STEP FPGA 实验平台 *软件环境：Lattice Diamond 开发环境