中国石油大学(华东)数字系统与EDA设计第9章.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 小数分频 可用下面的方法大致实现小数分频，即先设计两个不同分频比的整数分频器，然后通过控制两种分频比出现的不同次数来获得所需要的小数分频值，从而实现平均意义上的小数分频。 【例9.13】 8.1小数分频源代码 module fdiv8_1(clk_in,rst,clk_out); input clk_in,rst; output reg clk_out; reg[3:0] cnt1,cnt2; //cnt1计分频的次数 always@(posedge clk_in or posedge rst) begin if(rst) begin cnt1=0; cnt2=0; clk_out=0; end else if(cnt19) //9次8分频 begin if(cnt27) begin cnt2=cnt2+1; clk_out=0; end else begin cnt2=0; cnt1=cnt1+1; clk_out=1; end end else begin //1次9分频 if(cnt28) begin cnt2=cnt2+1; clk_out=0; end else begin cnt2=0; cnt1=0; clk_out=1; end end end endmodule 8.1小数分频功能仿真波形（Quartus Ⅱ） 9.5 数字跑表 设计一个数字跑表，该跑表具有复位、暂停、秒表计时等功能。 跑表设三个输入端，分别为时钟输入（CLK）、复位（CLR）和启动/暂停（PAUSE）按键。复位信号高电平有效，可对跑表异步清零；当启动/暂停键为低电平时跑表开始计时，为高电平时暂停，变低后在原来的数值基础上继续计数。 9.6 实用多功能数字钟 用Verilog语言设计一个多功能数字钟，数字钟具有下述功能 （1）计时功能：包括时、分、秒的计时。 （2）定时与闹钟功能：能在设定的时间发出闹铃音。 （3）校时功能：对小时、分钟和秒能手动调整以校准时间。 （4）整点报时功能：每逢整点，产生“嘀嘀嘀嘀—嘟”，四短一长的报时音。 9.7 字符液晶显示控制 基于DE2-70平台用FPGA控制字符液晶实现字符的显示。字符液晶由液晶显示器和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件装配而成，可显示数字和英文字符。字符液晶本身具有字符发生器，显示容量大，功能丰富，一般最少可显示1行8个或l行16个字符，每个字符由5×7、5×8或5×11的一组像素点阵排列构成，字符间有一定的间隔，行与行间也有一定的间隔。 用状态机实现字符显示控制 H1602B液晶模块的读/写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的，为了方便控制，采用状态机实现设计。在设计中设置8个状态，分别是起始状态CLEAR，设置CGRAM状态SETCGRAM，工作方式设置状态SETFUNCTION，显示方式设置状态SWITCHMODE，输入方式设置状态SETMODE，光标归位状态RETURNCURSOR，字符移位状态SHIFT，写RAM状态WRITERAM，状态编码采用One-Hot方式。 9.8 VGA图像显示控制器设计 VGA显示器采用光栅扫描方式，即轰击荧光屏的电子束在CRT显示器上从左到右、从上到下做有规律的移动，其水平移动受水平同步信号HSYNC控制，垂直移动受垂直同步信号VSYNC控制。扫描方式一般分为逐行扫描和隔行扫描，这里采用逐行扫描。完成一行扫描的时间称为水平扫描时间，其倒数称为行频率，完成一帧（整屏）扫描的时间称为垂直扫描时间，其倒数称为场频，又称刷新率。VGA工业标准要求的时钟频率如下： 时钟频率（Clock frequency） 25.175MHz（像素输出的频率） 行频（Line frequency） 31469Hz 场频（Field frequency） 59.94Hz VGA行扫描时序 VGA场扫描时序 VGA时序 行扫描时序要求（单位：像素，即输出一个像素Pixel的时间间隔） 场扫描时序要求（单位：行，即输出一行Line的时间间隔） 场同步头 场图像 场周期 对应位置 V_Tf V_Ta V_Tb V_Tc V_Td V_Te V_Tg 时间（Lines） 2 2 25 8 480 8 525 行同步头 行图像 行周期 对应位置 H_Tf H_Ta H_Tb H_Tc H_Td H_Te H