可控計數器的設計

1、可編程器件課程設計報告課題：可控計數器的設計班級學號 學生姓名 專業(yè)電子科學與技術 系別電子信息工程系 指導老師淮陰工學院電子與電氣工程學院2014年1 1月可控計數器的設計一、設計目的可編程器件課程設計是一項重要的實踐性教育環(huán)節(jié)，是學生在校期間必 須接受的一項工程訓練。在課程設計過程中，在教師指導下，運用工程的方法， 通過一個簡單課題的設計練習，可是學生通過綜合的系統設計，熟悉應用系統的 是設計過程、設計要求、完成的工作內容和具體的設計方法，了解必須提交的各 項工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學知識解決實際問題的目的。通過課程設計，應能加企學生如下能力的培養(yǎng)：(1) 獨立工作能力和創(chuàng)造

2、力；(2) 綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力；(3) 查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書的能力；(4) 工程繪圖的能力；(5) 編寫技術報告和編制技術資料的能力。二、設計要求數 計 數 序 計1、設計一個五進制的計數器，由兩個控制鍵S E L控制不同的計數方式2、當 SEL=O 0 時，按 0、1、2、3、4、0、 1、2, 3、4 順3、當SEL=01時，按0、2、4、6、8、0、2、4、6、8順序計數4、當 SEL二 10 時，按仁 3、5、7、9、1、3、5、7、9 順序計數5、當 SEL=1 1 時，按 5、4、3、2、 1、5、4、3、2、 1 順序6、由數碼管分別

3、譯碼顯示控制信號和計數狀態(tài)，分別用3位數碼管動態(tài)顯示7、給出VHDL語言的源程序三、一般設計要求(1) 獨立完成設計任務：(2) 繪制系統硬件總框圖；(3) 繪制系統原理電路圖；(4) 制定編寫設計方案，編制軟件框圖，完成詳細完整的程序清單和注釋；(5) 制定編寫調試方案，編寫用戶操作使用說明書；(6) 寫出設計工作小結。對在完成以上文件過程所進行的有關步驟如設計思想、 指標論證、方案確定、參數計算、元器件選擇、原理分析等作出說明，并對所完 成得設計作出評價，對自己整個設計工作中經驗教訓，總結收獲和今E研修方向。四、設計的具體實現1、實驗原理計數器是一種多功能的電子測量儀器。它利用電子學的方法

4、測出一定時間內 輸入的脈沖數目，并將結果以數字形式顯示出來?？煽匚暹M制計數器是每五個脈 沖信號向前進一位，且當控制端不同時，產生的進位輸出不同。再利用數碼管顯示 相應的數值。首先利用進程p1來實現4種模式的計數功能，由信號sei來控制選擇具體 是哪種模式；再利用進程p2來掃描3個數碼管，而其中1個用來顯示計數值， 2個用來顯示控制信號的值；最后通過進程p3來對數碼管進行驅動譯碼，將相 應的五進制數值利用數碼管體現出來。2、模擬框圖圖2模擬結構框圖3、可控計數器設計流程圖3.設計流程4、各個模塊(1) 計數器單元模塊SHENGHAOCLKY3 0SEL1 0圖4.計數器單元模塊CLK是計時時鐘，

5、也是掃描時鐘，SEL計數模式控制信號，Y接*攵cri t的 計數值。它利用電子學的方法測出一定時間內輸入的脈沖數目，并將結果以數字 形式顯示出來?？煽匚暹M制計數器是每五個脈沖信號向前進一位，且當控制端不同時，產生的進位輸出不同。(2) 掃描單元圖5掃描單元模塊CLK是計時吋鐘，也是掃描時鐘,SE L計數模式控制信號，DUAN代表3個數 碼管。利用掃描脈沖掃描3個數碼管，而其中1個用來顯示計數值,2個用來顯示 控制信號的值。(3) 數碼管譯碼CT KSX'f (6 01CLKDUAN5 0SEL圖6.數碼管譯碼模塊CLK是計時時鐘，也是掃描時鐘,SEL計數模式控制信號,DUAN代表3個數

6、 碼管，SM是數碼管的七段是數碼管數字七段，它主要用來對數碼管進行驅動譯碼, 將相應的五進制數值利用數碼管體現出來。5、管腳分配五、系統的源程序(VHDL)1 計數環(huán)節(jié)I i brary i ee e ;use i eee. st d _l og i c _ 1 1 64. all;u se i eee. st d _ I o g i c_uns i gn ed. all;en t i ty LQ i sport (c I k, ck: in s td_ I og i c ;- c Ik 是計數時鐘,ck 是掃描時鐘d o wnt o 0);計數模式控d o w nto 0);數碼管的d o

7、wnto 0) ;-3 個數碼管s e I: i n std_ logic _v e ctor ( 1 制信號s m： o ut s td_l ogic _vec t or (6七段dua n :out st d _l o g i c_ve c t o r (2 end L Q ;arch i t ec t u re art of LQ i ss i gna I ent: st d_l og i c_vec tor (3 down to 0);信號 c nt 用 來計數sig nal t emp: int eg e r range 0 t o 2;signal x : std_l o gic_

8、v e ctor (3 d o wnto 0);-數碼管動態(tài)顯示的值s i gn a I y: st d_ I og i c_v e c tor (3 d o wn to 0);-接收 ent 的計數值be g inp 1: p roce s s (c I k)進程p1主要用來實現4種模式的計數功能,由信號se I來控制選擇具體是哪種模式 begini f (elk* event a nd cIk= 1 11) then case s el iswhen ”0 0 H =>i f (cnt> = n01 0 0") then cnt<=uOOO 0 "el

9、se c n t二 c nt+1;when n 01 H =>if (cnt>=H 1 0001'o r ent 二 n0O01 n or c n t=H0 O 1 T' or cn t 二00or c nt = "0 H ) t h encntV二 n OOOO'1;else cn t <= c nt+2 ;ent0 0 00 n or cent = u0110M or cn tend wh e n n10" =>i f (cn t >=H1001n nt二 H 0010” or ent = n O 1 0 O n =

10、N1000H)the ncntuooor;else cnt= c n t+2;end if;When n 1 1H=>if (cnO'IOr1 o rcn=n0001n o r cnt=nOO00 n ) thencnt<=HO 1 01"else cnt二cnt- 1 ;end if;when o t hers 二cn t二”門 11"end case;y< = cn t;end i f; end process p1;2. 掃描單元p2:process (elk) -一進程p2主要用來掃描3個數碼管，其中1個用來顯示計數值,2個用來顯示控制信號

11、的值beg i ni f ( c Ik'event and cIk=, 1 ') t henc a se t e mp i swhen 0=>d u an<="001":cas e seI i sw hen"0 0 "=> x <= (4-y);when“01”=>xV=(8-y);when"10" =>x<= ( 1 0-y);w h en" 1 1 "=> x <= (6-y);e nd case;when ot her s =>dua

12、n<="01 0 " or"10O "x<=nOO"&sel ;end ca s e;tem p二 t emp + 1;end i f ;end pro c e ss p 2 ;3. 數碼管譯碼部分p3: pr o c ess ( x ) -進程p 3主要用來對數碼管進行驅動譯碼 begi n ca s e x i swhen H00 00H=>sm<=" 1 1 1 1 110" whe n " 0 001 " => s m<=n 0 1 10000H;whe

13、n " 001 0 " => s m<=n11011 01"when ,00H,=>sm< = ,111 10 01"when “0 1 00,=>sm<=,0 1 10011H;when H010 1 ,=>sm<= "1011 0 1 1n;when ” O110H=>sm<= " 1 01 1 1 1 T*;when "011 1 H=>sm<= n111 0 O0O,1;when “100 0“=>sm<=” 1 11 1 111H;when ” 100 1 H => s m<= n1111011n;when others=> s m< = "0 0 OOOOO"end case;end p roces s p3；end art;六、程序的調試分析與仿真1、SEL二003、SEL=104. SELh 1七、總結為期兩周的課程設計結束了，從程序的編寫，到編譯調試和仿真，最后得出實驗 結果，在這一過程中，我學到了許多，可以說是收獲頗豐。首先，我便發(fā)現我學習中的一大陋習，那就是基礎知識不夠牢固，而原因就是我上 課的時候不太認真聽講，所以在剛開始編寫代碼的吋候，我一頭霧水