今天我們?nèi)蝿?wù)是通過小腳丫板載的兩個數(shù)碼管來顯示字符，所以首先我們要了解一下數(shù)碼管的基本工作原理，接下來再研究怎么通過搗鼓小腳丫把數(shù)碼管給點亮，并且顯示出有效信息。

小腳丫板載的數(shù)碼管是7段數(shù)碼管（如果包括右下的小點可以認(rèn)為是8段），它分別由a、b、c、d、e、f、g位段和表示小數(shù)點的dp位段組成，見圖1。

圖1 7段數(shù)碼管

數(shù)碼管的各個段位是由LED燈組成的，控制每個LED的點亮或熄滅實現(xiàn)數(shù)字顯示。通常數(shù)碼管分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，結(jié)構(gòu)如圖所示。共陰8段數(shù)碼管的信號端低電平有效，而共陽端接高電平有效。比如，使共陽端數(shù)碼管的a段發(fā)光，則在a段信號端加上低電平即可。共陰極的數(shù)碼管則相反。

小腳丫的板載數(shù)碼管為7段共陰極數(shù)碼管，可以顯示數(shù)字0-9以及字母A-F共計16種選擇。因此，如果我們需要數(shù)碼管能顯示所有的16種選擇，需要至少4位輸入碼（2 ^4^ =16）。表1列出了各個數(shù)碼管字符所對應(yīng)的LED燈段位。

表1 各數(shù)碼管字符所對應(yīng)的LED燈段位

圖2標(biāo)注了小腳丫板載的兩個數(shù)碼管的各LED段位以及小腳丫上所對應(yīng)的引腳。其中SEG_DIP為公共端，因此在共陰極數(shù)碼管的設(shè)計中需要接低電平。可以看出，每一個數(shù)碼管都含有9個引腳，因此每一個字符的顯示都需要由一個9位的輸出信號來實現(xiàn)。

圖2

接下來我們通過Verilog實現(xiàn)對數(shù)碼管的控制。其中，我們將模塊的輸出定義為兩個7段數(shù)碼管，每個數(shù)碼管有9個引腳，分別由9位信號控制。輸入端由4路信號控制，可以分別對應(yīng)0-F等十六個字符選擇。

module segment
   (
    input  wire[3:0] seg_data_1,      //四位輸入數(shù)據(jù)信號，可通過4個撥碼開關(guān)控制
    input  wire[3:0] seg_data_2,      //四位輸入數(shù)據(jù)信號，可通過4個按鍵開關(guān)控制
    output wire[8:0] segment_led_1,   //數(shù)碼管1，MSB~LSB =SEG,DP,G,F,E,D,C,B,A
    output wire[8:0] segment_led_2    //數(shù)碼管2，MSB~LSB =SEG,DP,G,F,E,D,C,B,A
   );


   reg[8:0] seg [15:0];                //存儲7段數(shù)碼管譯碼數(shù)據(jù)
   initial
  begin
       seg[0]=9'h3f;   //  0
       seg[1]=9'h06;   //  1
       seg[2]=9'h5b;   //  2
       seg[3]=9'h4f;   //  3
       seg[4]=9'h66;   //  4
       seg[5]=9'h6d;   //  5
       seg[6]=9'h7d;   //  6
       seg[7]=9'h07;   //  7
       seg[8]=9'h7f;   //  8
       seg[9]=9'h6f;   //  9
       seg[10]=9'h77;   //  A
       seg[11]=9'h7C;   //  b
       seg[12]=9'h39;   //  C
       seg[13]=9'h5e;   //  d
       seg[14]=9'h79;   //  E
       seg[15]=9'h71;   //  F
  end
   assign segment_led_1 = seg[seg_data_1];   // 將對應(yīng)字符導(dǎo)入數(shù)碼管1并顯示
   assign segment_led_2 = seg[seg_data_2];   // 將對應(yīng)字符導(dǎo)入數(shù)碼管2并顯示
endmodule

上述代碼是定義7段共陰極數(shù)碼管的通用模塊，可以保存起來作為一個獨立模塊。這樣，在以后遇到需要用數(shù)碼管顯示的實驗時我們可以直接調(diào)用（之后我們還會講解如何調(diào)用子模塊），而不用再重新寫一遍代碼。

接下來是提問環(huán)節(jié)：

當(dāng)我們指定用撥碼開關(guān)SW1-SW4來控制左邊數(shù)碼管，按鍵開關(guān)K1-K4來控制右側(cè)數(shù)碼管，此時如果開關(guān)的狀態(tài)分別如下圖所示，數(shù)碼管應(yīng)該顯示什么字符？

注：撥碼開關(guān)調(diào)至上方為1，下方為0。按鍵開關(guān)白色為1（松開），黑色為0（按下）。