[信息与通信]VHDL抢答器.ppt

CASE Led_Vari IS WHEN 0000000 = Seg := 0000000； -- 熄灭 WHEN 1000000 = Seg := 0100111； -- “7” WHEN 0100000 = Seg := 1111101； -- “6” WHEN 0010000 = Seg := 1101101； -- “5” WHEN 0001000 = Seg := 1100110； -- “4” WHEN 0000100 = Seg := 1001111； -- “3” WHEN 0000010 = Seg := 1011011； -- “2” WHEN 0000001 = Seg := 0000110； -- “1” WHEN OTHERS = NULL； END CASE； a = Seg (1)；b = Seg (2)；c = Seg (3)；d = Seg (4)； e = Seg (5)；f = Seg (6)；g = Seg (7)； END PROCESS； END behave ； 例3-4是在例3-3描述简单7位抢答器的进程中，增加了一个7段译码器的行为描述，它根据当前抢答器输出的Led信号，决定在7段LED数码管上显示什么形状的符号(“1”~“7”)。 由于Led是输出端口，所以不能直接用于表达式中作为判断依据。解决方法之一是在实体的端口声明中，将Led的端口模式修改为带有反馈的输出端口：BUFFER模式，但这种方法会降低Led端口的驱动能力。另一种解决方法是引入变量（本例中引入变量Led_Vari：Std_logic_Vector(7 DOWNTO 1)），将原先直接赋值给Led端口的信号值先赋给变量Led_Vari，再通过判断变量Led_Vari的状态，决定7段LED数码管上的显示符号，从而实现译码功能；然后将变量Led_Vari的值赋给输出端口Led。第2种方法保持了Led端口原有的驱动能力。 实际上，在例3-4的CASE语句中，每一个WHEN子句中的信号赋值语句，都可以用7个信号赋值语句分别对a，b，c，d，e，f，g这7段信号进行赋值。 例如，可以将 WHEN 1000000 = Seg := 0100111； 写成 WHEN 1000000 = g = 0；f = 1；e = 0；d = 0；c = 1；b = 1；a = 1； 但为了增强描述的可读性，我们引入了变量Seg：Std_logic_Vector(7 DOWNTO 1)，先对变量Seg赋值，然后再将Seg的各个元素（Seg(1)~Seg(7)）分别赋值给7段信号a，b，c，d，e，f，g，这样使得描述读起来更为清晰。 在例3-4的基础上，借助蜂鸣器，还可以为其增加一个简易电子琴的功能。 为此，在原模块上增加一个输出端口Speaker，如图3-5所示。 3.2.2 附带电子琴功能的7位抢答器 Responder +Vcc +Vcc Key(7) Key(1) … +Vcc +Vcc … Led(7) Led(1) 图3-5 附带电子琴功能的7位抢答器 Reset Clock a,b,c,d,e,f,g Speaker 要想使蜂鸣器能够发出音频f，则必须产生一个频率为f的正弦信号。如果采用直接频率合成（DDS）和数字/模拟（D/A）转换器来完成这个功能的话，会耗费较多的硬件资源。比较简单的办法是产生频率为f的方波，其能量主要集中于基波，而基波频率仍为f，所以被方波信号驱动的蜂鸣器，其发声频率听起来是基波频率f。 通过分频器，对已有的时钟输入信号Clock进行分频，就可以产生某一种频率的方波。改变分频器的分频系数，就可以得到不同频率的方波信号。 我们先来设计一个分频器，它将输入信号Clock的频率fclk降低到fq= fclk /n。 例3-5 分频器的VHDL描述： LIBRARY IEEE； USE IEEE.Std_Logic_1164.ALL； USE IEEE.Std_Logic_Unsigned.ALL； ENTITY freq_div IS GENERIC（n: Integer :=20000）； -- 类属声明 PORT（Clock，Reset：IN Std_Logic； -- 端口声明