双色点阵行扫描控制器

一、实验目的 

1. 掌握VHDL语言的语法规范和时序电路描述方法； 

2. 掌握点阵的结构，掌握点阵扫描显示的工作原理和设计方法； 

二、相关知识 

发光二极管（LED）是六十年代末发展起来的一种半体显示器件，七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和Ｐ-Ｎ结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。

本实验中使用的是8×8双色点阵，结构如图1所示。点阵一共有个点，每个点各有红、绿两个发光二极管。点阵对外的管脚有24个，行控制信号为ROW0～ROW7，控制点阵每行上16个发光二极管的阴极；列控制信号分为2组，COL0～COL7（R）控制点阵每列上8个红色发光二极管的阳极，COL0～COL7（G）控制点阵每列上8个绿色发光二极管的阳极。点亮点阵上某一点的条件是对应的行控制信号为低电平，列控制信号为高电平，如图2所示。

图1   8×8点阵结构图 

图2   点阵显示原理 

利用点阵显示图形或字符时，一般采用扫描显示的方式来进行控制，对于我们实验中使用的点阵，应采用行扫描的方式，即行控制信号循环出‘0’的方式，这样可以保证点阵上的发光二极管亮度一致。当某行控制信号为‘0’时，根据要显示的内容，设置该行上的列控制信号为‘0’或者‘1’，当扫描频率高于一定数值时，点阵上就会出现稳定的字符或者图形。图3为在点阵上显示一个红色的数字2时，对应的行列控制信号的波形。

图3   点阵扫描显示原理 

三、实验内容 

（1）用VHDL语言设计并实现一个8×8点阵行扫描控制器，要求从上至下逐行循环点亮点阵（红色或绿色均可），每行点亮时间为0.5秒。

（2）用VHDL语言设计并实现一个8×8点阵行扫描控制器，要求从上至下逐行点亮点阵，第一行为红色，第二行为绿色，依次类推，直至点亮所有行，然后全部熄灭，再重新从第一行开始。