VHDL课程设计数字秒表.doc

基于VHDL语言的数字秒表实现 041020421夏进 1510301班  基于VHDL语言的数字秒表实现 041020421 夏进 1510301班 1 设计方案 1 ?? 系统功能要求 设计一块数字秒表，能够精确反映计时时间，并完成复位、计时功能。秒表计时的最大范围为1小时，精度为0.01秒，并可显示计时时间的分、秒、0.1秒等度量。 ( 1) 具有秒表系统功能要求显示功能, 用6个数码管分别显示分、秒、0.01秒; 计时范围为00: 00： 00~ 59: 59：99。 ( 2) 计时精度是0.01s; ( 3) 具有启/ 停开关, 复位开关。 1. 2 ?? 总体框图 根据系统设计要求, 系统的底层设计主要由六十进制计数器模块、二十四进制计数器模块、分频模块、LED显示模块组成。系统顶层设计图如图所示： 图中左边为三个输入信号en，clk，reset;分为启/ 停开关，时钟信号和复位开关。 主要模块有：模60计数器(count60)，模100计数器(count100)，分频器(clk_div)，复位控制(control)，译码器(yima)，防抖模块(fdou)，状态变换模块(change)。 右边是六个LED显示输出信号。 2 ?? 模块功能设计 由模60计数器模块与模100计数器模块进行计数；实验室仪器可产生标准的1kHz的时钟信号，通过分频器模块产生所需的100Hz的时钟信号；复位模块可进行计数器复位操作；译码器是为了将四位二进制信号转换为LED所需的七位二进制编码；防抖模块用于消除用户按键时的抖动消除，为方便仿真，此处原始时钟信号3周期以上可产生信号；状态变换模块是为了用户按键后信号的变换及保持。 2. 1 模60计数器 该模块部分VHDL 源程序如下: LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY count60 IS PORT( en,Reset,clk: in STD_LOGIC; qa: out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); qb: out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); rco: OUT STD_LOGIC); END count60; ARCHITECTURE a OF count60 IS BEGIN process(clk) variable tma: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); variable tmb: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); begin If Reset =0then tma:=0000; tmb:=0000; elsif clkevent and clk=1 then if en=1 then rco=tmb(2)and tmb(0)and tma(3)and tma(0); if tma=1001 then tma:=0000; if tmb=0101 then tmb:=0000; else tmb:=tmb+1; end if; else tma:=tma+1; end if; end if; end if; qa=tma;qb=tmb; end process; END a; 2. 2 模100计数器 该模块部分VHDL 源程序如下: LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY count100 IS PORT( en,Reset,clk: in STD_LOGIC; qa: out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); qb: out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); rco: OUT STD_LOGIC); END count100; ARCHITECTURE a OF count100 IS BEGIN process(clk) variable tma: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); va