基于CPLD的频谱电平显示电路设计与实现

文章摘要：可以看出，软件设计的功能模块与系统组成中的核心模块非常接近。3．1 分频与列选 扫描控制模块分频模块的作用是将12MHz的有源晶振时钟信号通过软件设计的方法分频得到200Hz的 列选扫描时钟信号。 列选扫描控制模块的作用是设计一软件计数器，将200Hz内部信号转换为列选扫描信号 (SEL[2 downto 0])，仿真波形如图3所示。该信号送至74HC138以后能够动态选中LED点阵的 某一列（共阴极），送至A/D0809以后能够选择相应中心频率的音频信号进行数模转换。3．2 按键去抖模块去抖的基本思路是设计一个移动寄存器，移位脉冲的周期约为5ms，当按键输入的低电 平信号持续三个以上的脉冲周

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　　可以看出，软件设计的功能模块与系统组成中的核心模块非常接近。

　　3．1 分频与列选 扫描控制模块

　　分频模块的作用是将12MHz的有源晶振时钟信号通过软件设计的方法分频得到200Hz的 列选扫描时钟信号。 列选扫描控制模块的作用是设计一软件计数器，将200Hz内部信号转换为列选扫描信号 (SEL[2 downto 0])，仿真波形如图3所示。该信号送至74HC138以后能够动态选中LED点阵的 某一列（共阴极），送至A/D0809以后能够选择相应中心频率的音频信号进行数模转换。

　　3．2 按键去抖模块

　　去抖的基本思路是设计一个移动寄存器，移位脉冲的周期约为5ms，当按键输入的低电 平信号持续三个以上的脉冲周期时才输出一个低电平脉冲，达到去抖的目的。部分程序如下：

　　--****设计一个3位移位D寄存器****--

　　process(CLK_200Hz)

　　begin

　　IF(CLK_200Hz'EVENT AND CLK_200Hz='1')THEN

　　Q<=Keyin&Q(2 downto 1);

　　END IF;

　　end Process;

　　flag<=Q(2) or Q(1) or Q(0);

　　Keyout<='0'when flag='0' else--如果连续3个CLK后Q仍为低电平，则输出低电平'1';

　　END a;

　　3．3 线性比较模块

　　由于A/D转换后的8位数据电平信号共有256个组态，而终端显示模块为8*8LED点阵， 8*8LED点阵的每列显示梯级最多为8级，若加上全灭状态，8*8LED点阵的显示梯级状态共有9 种，因此，需要将A/D转换后的8位数据电平信号按照人眼的视觉习惯转换为9个梯级的数据 信号，本设计采用函数(function)的方法实现了信号转换功能，部分程序如下：

　　function DATA_YM (indata :std_logic_vector(7 downto 0))

　　return integer is

　　variable result :integer range 0 to 8;---比较函数输出begin

　　if indata<16 then result :=0;

　　elsif indata>=16 and indata<48 then

　　result :=1;

　　elsif indata>=48 and indata<80 then

　　result :=2;

　　elsif indata>=80 and indata<112 then

　　result :=3;

　　elsif indata>=112 and indata<144 then

　　result :=4;

　　elsif indata>=144 and indata<176 then

　　result :=5;

　　elsif indata>=176 and indata<208 then

　　result :=6;

　　elsif indata>=208 and indata<240 then

　　result :=7;

　　else

　　result :=8;

　　end if;

　　return result;

　　end function;

　　3．4 显示控制模块

　　本模块由显示模式控制、显示数据ROM模块组成。显示模式控制模块采用一个Process 进程语句循环定义了12种显示模式，具体显示的模式由按键按下的次数决定，即按键次数作 为内部计数信号，每种计数状态则对应一种ROM地址的起始值，从而实现了ROM地址能随按键 次数而变化的确定关系。

　　显示数据ROM模块将所有的显示模式数据以ROM表格数据的形式进行片内存储，以便根据 A/D转换后的数据信号直接调用该表格数据。本模块的功能仿真如图4所示：

　　结果表明，该模块能够根据不同的地址值输出相应的显示模式数据，经驱动电路后送至 LED点阵的16个阳极，能实现相应的显示模式的自动切换或按键输入切换。

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