【正文】 Quartus 軟件實現(xiàn)波形仿真； 應(yīng)用實驗箱驗證此計數(shù)器的功能。 三、實驗 思路 要求分別實現(xiàn)模 23 和模 109 的計數(shù)，因些 我分別用 GW、 SW、 BW 代表個位 ,十位和百位。還有一個控制模的位 M，當(dāng) M 為 0 時實現(xiàn)模 23 計數(shù)，只用到 GW 和 SW分別為個位和十位；當(dāng) M 為 1 時實現(xiàn)模 109 計數(shù)，用 GW、SW、 BW 分別為個位 ,十位和百位計數(shù)。 由于要求用三個數(shù)碼管顯示，由于每次只能只能選中一個數(shù)碼管顯示管，因此我使用了數(shù)碼管的動態(tài)掃描來實現(xiàn)視覺上多個數(shù)碼管顯示管同時顯示的效果，這個步驟中分頻計的作用很重要。我使用了一個可變的 R 作為分頻計的初值。 計數(shù)時分兩種情況 1）、當(dāng) M 為 0 時，實現(xiàn)模 23 計數(shù)，當(dāng)個位為 9 則向十位進位，并個位清 0，當(dāng)個位小于 9，則個位自身加 1；計數(shù)到 22 時當(dāng)下一個時鐘上升沿到來時就清0 重計。 2）、當(dāng) M 為 1 時，實現(xiàn)模 109 計數(shù)，當(dāng)個位為 9 則向十位進位，并個位清 0，當(dāng)個位小于 9，則個位自身加 1；當(dāng)個位和十位均為 9 時，就向百位進位，同時個位和十位自身清 0；計數(shù)到 108 時當(dāng)下一個時鐘上升沿到來時就清 0 重計。 四、實驗程序 LIBRARY IEEE。 USE 。 USE 。 ENTITY count IS PORT(CLK,M,EN,RST:IN STD_LOGIC。 R:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 分頻計數(shù)初值 sel0,sel1,sel2:buffer STD_LOGIC。 SG:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 數(shù)碼管八段 CLK1:buffer STD_LOGIC。 GW,SW,BW: buffer STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。計數(shù)器的個，十，百位 COUT:OUT STD_LOGIC。溢出信號 SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) 位選信號 )。 END count。 ARCHITECTURE behav OF count IS SIGNAL CNT,X : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 數(shù)碼管分頻計數(shù) SIGNAL J : STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0)。 12 位 BCD 計數(shù)值 SIGNAL CNT8: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)。 數(shù)碼管選擇 SIGNAL A : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 數(shù)碼管顯示值 SIGNAL MODEL : STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0)。 模長信號 BEGIN P1:PROCESS(CLK,R) 進程 P1 分 出的頻率用來數(shù)碼管的位 BEGIN X=R。 IF CLK39。EVENT AND CLK = 39。139。 THEN CNT=CNT+1。 IF CNT=X1 THEN CLK1=39。139。CNT=00000000。R 分頻 :R 是一個八位的二進制數(shù) ELSE CLK1=39。039。 END IF。 END IF。 END PROCESS。 P2:PROCESS(EN,RST,M,CLK1) 計數(shù) BEGIN CASE M IS WHEN 39。039。=MODEL=000000100010。23 WHEN 39。139。=MODEL=000100001000。109 END CASE。 GW=J(3 downto 0)。 SW=J(7 downto 4)。 BW=J(11 downto 8)。 IF RST=39。139。 THEN J=(others=39。039。)。 ELSIF CLK139。EVENT AND CLK1=39。139。 THEN IF EN=39。139。 THEN IF JMODEL THEN IF GW=9 THEN 個位為 9 時加 7調(diào)整 J=J+7。 IF SW=9 THEN 十位 為 9 時加 103 調(diào)整 J=J+103。 END IF。 ELSE J=J+1。 END IF。 ELSE J=(others=39。039。)。 END IF。 END IF。 END IF。 END PROCESS。 P3:PROCESS( CLK) 數(shù)碼管控制 BEGIN IF CLK39。EVENT AND CLK=39。139。 THEN IF CNT8010 THEN CNT8 =CNT8+1。 ELSE CNT8=(OTHERS=39。039。)。 END IF。 END IF。 SEL(0)=sel0 。 SEL(1)=sel1 。 SEL(2)=sel2 。 CASE CNT8 IS 個、十、百分別送數(shù)碼管動態(tài)顯示 WHEN 000 = sel2=39。039。sel1=39。139。sel0=39。039。A=GW。 WHEN 001 = sel2=39。039。sel1=39。039。sel0=39。139。A=SW。 WHEN 010 = sel2=39。039。sel1=39。039。sel0=39。039。A=BW。 WHEN OTHERS =NULL。 END CASE。 END PROCESS 。 P4:PROCESS(A) 七段譯碼程序 BEGIN CASE A IS WHEN 0000 =SG=00111111。 WHEN 0001 =SG=00000110。 WHEN 0010 =SG=01011011。 WHEN 0011 =SG=01001111。 WHEN 0100 =SG=01100110。 WHEN 0101 =SG=01101101。 WHEN 0110 =SG=01111101。 WHEN 0111 =SG=00000111。 WHEN 1000 =SG=01111111。 WHEN 1001 =SG=01101111。 WHEN OTHERS=NULL。 END CASE。 END PROCESS。 COUT =39。139。 WHEN J =MODEL ELSE 39。039。 END behav。 五、仿真波形的建立與分析 1）、仿真波形的建立如下 2）、仿真結(jié)果如下圖所示 仿真結(jié)果圖 下面分各種情況一一對其分析 1）、 EN、 REST 鍵的功能檢驗， COUNT 鍵的進位溢出脈沖： 2）當(dāng) M=0 時，實現(xiàn)模 23 計數(shù)功能： REST脈沖使各位清零 3）當(dāng) M=1 時，實現(xiàn)模 109 計數(shù)功能： 計數(shù)滿 22個位，十位清零 計數(shù)滿 22 產(chǎn)生進位脈沖 六、引腳鎖定 在這里我設(shè)置了八個用戶開關(guān) K0K7 用來設(shè)置初值 R，三個用戶按鍵 S S S3，其中 S1 控制 EN,S2 控制 M， S3控制 REST。 .device 引腳鎖定，參照下載實驗板 1K100 的引腳號說明書，選擇適當(dāng)?shù)囊_ ，保存，必須重新進行一次全程編譯，編譯通過后才能編程下載。 編程下載，用下載線將計算機并口和試驗箱上的 JTAG 口接起來，接通電源。 選擇 Tools— Programmer 菜單，打開 programmer 窗口。 在 mode 中選中 JTAG，將 Program/Configure 下的笑方框選中 4 在開始編程之前，必須正確設(shè)置編程硬件。點擊 “ Hardware Setup” 按鈕，打開硬件設(shè)置口。 點擊 “ Add Hardware” 打開硬件添加窗口，在 “ Hardware type” 下拉框中選擇 “ ByteBlasterMV or ByteBlaster II” ， “ Port” 下拉框中選擇 “ LPT1” ，點擊OK 按鈕確認(rèn)，關(guān)閉 Hardware Setup 窗口，完成硬件設(shè)置。 計數(shù)滿 108 個位，十位，百位清零。 點擊 “ Start” 按鈕，開始編程 下載 圖（ 14）下載成功 七、硬件測試結(jié)果 下載 成功后，開始在實驗箱上檢驗結(jié)果，我設(shè)置的 CLK=1KHz (1)clk 為時鐘信號 ,由時鐘信號的上升沿觸發(fā)計數(shù) (2)m 為模值輸入端 ,當(dāng)其變化時 ,計數(shù)容量相應(yīng)發(fā)生變化 。 (3)rest 為清零控制端 ,當(dāng)其為高電平時清零 。 (4)en 為使能控制端 ,當(dāng)其為高電平時正常計數(shù) ,當(dāng)其為低電平時暫停計數(shù) 。 （ 5）、當(dāng)按下 S3時，使 M=0 數(shù)碼管計數(shù)到 22 后開始清 0，實現(xiàn)了模 23計數(shù)；再次按下 S3， M 為 1 時，數(shù)碼管計數(shù)到 108 后，開始清 0，實現(xiàn)了模 109 計數(shù)。而且當(dāng)數(shù)碼管計數(shù)到 45，我把電平 2置為低電平，即 M為 0時，個位，十位都清 0，轉(zhuǎn)向模 22 計數(shù)。 因此實驗硬件測試結(jié)果與程序要實現(xiàn)的功能相符合。 （ 6）、通過八個電平開關(guān) K0K7 設(shè)置 R的初值為 R=250； 當(dāng)按下用戶按鍵 S3 時，使 REST 產(chǎn)生一個脈沖，實現(xiàn)清零，在數(shù)碼管上看到全顯示0； 實驗成功。 八、試驗心得 （ 1）、在建立波形文件時， END TIME 設(shè)置非常重要，一開始沒有設(shè)置好，在仿真波形圖上看不到個位、十位和百位的計數(shù)情況，本實驗 END TIME=1ms，波形仿真中模23中 ， CLK 為周期 100 s? ；形仿真中模 109 中， CLK 為周期 10 s? 。 硬件測試時，當(dāng) CLK 脈沖很低時，可以看到動態(tài)掃描數(shù)碼管的掃描情況，八個數(shù)碼管依次顯示。 （ 2）數(shù)碼管動態(tài)顯示時，要注意選通位的設(shè)置。 九、參考資料 《 EDA 技術(shù)實用教程》 潘松 黃繼業(yè) 《 EDA 實驗指導(dǎo)書》 丁杰 朱啟標(biāo) 南昌大學(xué)實驗報告 姓名 : 邱永洪 學(xué) 號： 6202020026 專業(yè)班級： 中興 101 班 實驗類型：驗證 □ 綜合 ■ 設(shè)計 □ 創(chuàng)新 □ 實驗日期： 20 1 9 實驗三 數(shù)字鐘設(shè)計 一、試驗規(guī)劃 、實驗?zāi)康? .學(xué)習(xí)數(shù)字鐘的 FPGA 設(shè)計方法 學(xué)習(xí)分層設(shè)計方法； 學(xué)會動態(tài)掃描數(shù)碼管的使用，及其他硬件設(shè)備的使用。 了解數(shù)字鐘的工作原理。 進一步熟悉用 VHDL 語言編寫驅(qū)動七段碼管顯示的代碼。 掌握 VHDL 編寫中的一些小技巧。 ： 數(shù)字時鐘主要由：分頻器、掃描顯示譯碼器、六十進制計數(shù)器、二