目的
1. 进一步掌握VHDL语言的基本结构及设计的输入方法。
2. 掌握BCD-七段显示译码器的设计思路；
内容
1. 使用拨码开关SW3、SW2、SW1、SW0作为四位二进制数据 D、C、 B、A的输入；
2. 在最右边的数码管HEX0上显示输入的BCD码编码数值。
原理
七段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。 当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，此时译码器的输出应该是低电平有效；阴极连在一起的称为共阴极数码管，此时译码器的输出应该是高电平有效。如图2-25所示。
图2-25 七段数码管结构图
74LS47是将四位二进制编码编码转化为十进制数码（BCD），并通过七段数码管显示出来的译码器/驱动器，其引脚图如图2-26所示。74LS47可以驱动共阳极的发光二极管七段LED显示字符。
图2-26 74LS47引脚图
74LS47 有自动前、后沿灭零控制（RBI 和 RBO）。试灯（LT）可在 BI/RBO 端处于高电平的任何时刻去进行，该电路还含有一个灭灯输入（BI），它用来控制灯的亮度或禁止输出。在输入0~15时，74LS47显示的字符如图2-27所示。功能表如表2-2所示。
图2-27 74LS47显示字符
表2-2 74LS47功能表
DE2-115配有八个七段数码管。它们被分成两组，每组4个，用来作为数字显示用。DE2-115的七段数码管采用共阳极连接方式。FPGA输出低电平时，对应的字码段点亮，反之则熄灭。要注意的是：在DE2-115开发板上七段数码管的点是不可用的。
操作
1．创建一个Quartus II 工程，用来在DE2-115上实现预期电路。
2．写出预期电路的VHDL代码。
3．将VHDL文件包含进工程并编译。
4．仿真电路来检测其功能。
5．分配引脚。
6．重新编译并将其下载进FPGA芯片中。
7．通过DE2-115开发板来证实电路是否准确。
程序
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY BCD7 IS
PORT ( Ain,Bin,Cin,Din: IN STD_LOGIC; ----输入4位BCD码
LT,RBI,BI:IN STD_LOGIC;
a,b,c,d,e,f,g : OUT STD_LOGIC); --7段码
END BCD7;
ARCHITECTURE ARCH OF BCD7 IS
SIGNAL Q: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);
BEGIN
Q<=Din&Cin&Bin&Ain;
PROCESS(Q,LT,RBI,BI)
VARIABLE DOUT: STD_LOGIC_VECTOR (6 DOWNTO 0);
BEGIN
IF BI='0' THEN
DOUT:="0000000";
ELSIF RBI='1'THEN
IF LT='1' THEN
CASE Q IS
WHEN "0001" => DOUT := "1111001";
WHEN "0010" => DOUT := "0100100";
WHEN "0011" => DOUT := "0110000";
WHEN "0100" => DOUT := "0011001";
WHEN "0101" => DOUT := "0010010";
WHEN "0110" => DOUT := "0000010";
WHEN "0111" => DOUT := "1111000";
WHEN "1000" => DOUT := "0000000";
WHEN "1001" => DOUT := "0011000";
WHEN "1010" => DOUT := "0001000";
WHEN "1011" => DOUT := "0000011";
WHEN "1100" => DOUT := "1000110";
WHEN "1101" => DOUT := "0100001";
WHEN "1110" => DOUT := "0000110";
WHEN "1111" => DOUT := "0001110";
WHEN OTHERS => DOUT := "1000000";
END CASE;
End if;
End if;
a<=DOUT(0);
b<=DOUT(1);
c<=DOUT(2);
d<=DOUT(3);
e<=DOUT(4);
f<=DOUT(5);
g<=DOUT(6);
END PROCESS;
END ARCH;
结果
问题及解决
1.要好好看看工作原理。
2.文件名必须与VHDL文件中的设计实体名保持一致。
总结：我个人感觉操作的规范化比较重要，如果操作不规范不仅使操作步骤繁琐，也有可能带来错误。其次是理解代码含义，了解BCD-七段数码管显示译码器的作用，清楚共阴极，共阳极的差别。应该可以比较顺利完成任务。