1、使用QuartusII文本输入法设计字符显示电路。 2、要求能够在数码管上显示HI或者HELLO根据数码管个数自行选择，通过按键选择可以实现字符的循环移位。 3、实现选择信号00显示**HI，01显示*HI*，10显示HI**，11显示I**H，或者选择信号000显示***HELLO，001显示**HELLO*，010显示*HELLO**，011显示HELLO***，100显示ELLO***H，101显示LLO***HE，110显示LO***HEL，111显示O***HELL，其中*代表数码管灭。使用QuartusII软件进行文本输入，并对设计电路进行仿真，并下载到硬件平台，自行定义硬件平台使用端口。

<think>嗯，用户想用Quartus II设计一个字符显示电路，在数码管上显示HI或HELLO，并且要能循环移位和通过选择信号控制。首先，我得理清楚这个需求的具体模块。可能需要分几个步骤来做：设计字符编码、控制循环移位、选择信号切换显示内容，然后进行仿真和硬件下载。 首先，字符编码部分。数码管通常是七段或者八段的，所以需要将H、I、E、L、O这些字母转换成对应的段码。比如，H对应的段码可能是0x89（假设共阴极），但具体要看数码管的类型。这一步需要用户确认数码管的类型，是共阴还是共阳，然后根据类型生成正确的段码表。可能需要用查找表（LUT）来实现字符到段码的转换。 接下来是循环移位的控制。移位可以用移位寄存器来实现，每个时钟周期移动一位。比如，显示HELLO的话，可能需要五个数码管，每个字符依次显示，然后循环左移或右移。这里可能需要一个计数器来控制移位的速度，比如每0.5秒移动一次，这样视觉上看起来是平滑的。移位方向可能由某个输入信号控制，或者自动循环。 然后是选择信号，用来切换显示HI或HELLO。这个选择信号可能是一个开关输入，通过选择不同的字符数组来输出到数码管。例如，当选择信号为0时，显示HI，为1时显示HELLO。这里需要多路复用器来选择不同的字符数据源。 状态机可能也是需要的，用来管理不同的显示模式和移位状态。比如，状态机可以控制当前显示的内容，移位使能，以及循环的方向。不过如果需求不复杂，可能不需要完整的状态机，而是通过计数器和一些逻辑门来实现。 硬件描述语言方面，用户可能需要使用VHDL或Verilog来编写代码。比如，定义一个模块，包含时钟、复位、选择信号作为输入，数码管的段选和位选作为输出。在代码中，实例化移位寄存器，字符选择逻辑，以及扫描显示模块（如果动态扫描的话）。 仿真部分，用户需要编写测试台，模拟时钟信号和选择信号的变化，观察输出是否正确切换和移位。比如，在ModelSim中，检查段码输出是否符合预期，移位是否正确，选择信号是否有效切换显示内容。 硬件下载时，需要注意引脚分配，将设计中的信号对应到FPGA开发板上的具体引脚，比如数码管的段选和位选引脚，以及控制开关的引脚。编译生成sof文件后，通过Quartus II的Programmer下载到FPGA，并进行实际测试。 可能遇到的问题包括段码不正确导致显示乱码，移位速度过快或过慢，选择信号响应不及时。这时候需要检查代码中的段码表是否正确，计数器分频是否正确，以及选择信号的逻辑是否有误。 用户可能还需要动态扫描数码管，即依次点亮每个数码管，利用人眼视觉暂留效应，看起来所有数码管同时显示。这时候需要位选信号循环激活每个数码管，同时输出对应的段码。这部分需要高频的扫描时钟，通常几百Hz以上。 另外，循环移位的实现可能需要将字符数组进行循环移位，比如HELLO存储为数组，每个时钟周期移位一次，输出移位后的数组到数码管。例如，初始显示H-E-L-L-O，然后变为E-L-L-O-H，依此类推。这可以通过将数组进行循环左移或右移来实现，具体取决于移位方向的控制。 总结一下，步骤大致是：1. 确定数码管类型，生成段码表；2. 设计字符选择模块，根据选择信号输出HI或HELLO的字符数组；3. 设计移位寄存器，实现循环移位；4. 设计扫描显示模块，动态刷新数码管；5. 编写顶层模块连接各部分；6. 进行仿真验证；7. 分配引脚并下载到硬件测试。 需要提醒用户注意数码管的类型（共阴/共阳），不同的类型段码相反。另外，移位速度由分频计数器控制，需要根据时钟频率计算合适的计数值以达到所需的移位间隔。选择信号可能需要消抖处理，避免机械开关的抖动导致误触发。</think>### Quartus II字符显示电路设计步骤 #### 一、字符编码设计 1. **七段数码管编码**（以共阴极为例）： - $H \rightarrow 0x89$（对应二进制10001001） - $E \rightarrow 0x86$，$L \rightarrow 0xC7$，$O \rightarrow 0xC0$，$I \rightarrow 0xF9$[^1] ```verilog // 字符编码查找表 parameter [7:0] SEG_HELLO[4:0] = {8'h89, 8'h86, 8'hC7, 8'hC7, 8'hC0}; // H-E-L-L-O parameter [7:0] SEG_HI[1:0] = {8'h89, 8'hF9}; // H-I ``` #### 二、循环移位实现 2. **移位寄存器设计**： ```verilog always @(posedge clk or posedge rst) begin if(rst) buffer <= 5'b00000; else buffer <= {buffer[3:0], buffer[4]}; // 循环左移 ``` 使用$N$位移位寄存器实现$N$字符循环，移位间隔通过分频计数器控制： $$T_{shift} = \frac{clk\_freq}{2^{n}} \quad (n=24时约0.5秒@50MHz)$$ #### 三、选择信号控制 3. **多路复用器逻辑**： ```verilog wire [7:0] char_data = (sel) ? SEG_HELLO[ptr] : SEG_HI[ptr%2]; ``` #### 四、动态扫描模块 4. **数码管刷新电路**： ```verilog reg [2:0] scan_cnt; always @(posedge scan_clk) scan_cnt <= scan_cnt + 1; assign seg_sel = 1'b1 << scan_cnt; // 位选信号 ``` #### 五、仿真验证 5. **Testbench示例**： ```verilog initial begin sel = 0; #100; sel = 1; #200; // 验证模式切换 $stop; end ``` #### 六、硬件下载流程 1. 引脚分配表示例： | 信号 | FPGA引脚 | 开发板对应 | |---------|---------|-----------| | seg[7:0]| PIN_xx | 数码管段选 | | sel | PIN_yy | 拨码开关 | 2. 下载步骤： - 编译工程生成`.sof`文件 - 通过USB-Blaster连接开发板 - 在Programmer中点击`Start`