【正文】 en1=en。039。 BEGINp1:process(clk) 按鍵防抖 begin if clk39。 signal temp_cs:std_logic。 signal en1,en2,f_en:std_logic。END ads。 ad_dat: in std_logic。 clk:in STD_LOGIC。USE 。USE 。如圖2，當(dāng)輸入是“000000100000”時(shí)，數(shù)碼管顯示“”，CAT為“111110”時(shí)，seg為“1111110”，個(gè)位顯示“0”；CAT為“1111101”時(shí)，seg為“1101101”，小數(shù)點(diǎn)第二位顯示“2”。例如從ADS轉(zhuǎn)換控制模塊接收的數(shù)據(jù)為“000110111101”時(shí)，++=，即d4=“0000”，d3=“0010”，d2=“0110”；而當(dāng)reset有一個(gè)下降沿時(shí)，d4=“0000”，d3=“0000”，d2=“0000”；以上預(yù)計(jì)結(jié)果與仿真圖輸出相同，仿真結(jié)果正確。doo2[3..0]：低四位十進(jìn)制BCD碼輸入端 doo3[3..0]：中四位十進(jìn)制BCD碼輸入端 doo4[3..0]：高四位十進(jìn)制BCD碼輸入端 CAT[5..0]： 片選信號(hào)，輸出 seg[6..0]：7段數(shù)碼管顯示，輸出 dp：小數(shù)點(diǎn)顯示，輸出三. 仿真波形及波形分析1. ADS7816轉(zhuǎn)換控制模塊 cs下降沿后的第一個(gè)時(shí)鐘周期上升的計(jì)數(shù)變量t=1，根據(jù)代碼，當(dāng)t=4時(shí)開始接收ADS7816傳進(jìn)來的第一個(gè)數(shù)據(jù)B11到data_out(11)；t=5時(shí)開始接收ADS7816傳進(jìn)來的第二個(gè)數(shù)據(jù)B10到data_out(10)；直到t=15時(shí)開始接收ADS7816傳進(jìn)來的第十二個(gè)數(shù)據(jù)B0到data_out(0)，然后一次性將并行的12個(gè)數(shù)據(jù)data_out傳給輸出端da_out。這樣得到模擬電壓的BCD碼。常用測(cè)量方法是：當(dāng)讀取到DB11～DB0轉(zhuǎn)換值是XXXH時(shí)，電壓測(cè)量值為U≈XXXH；考慮到直接使用乘法計(jì)算對(duì)應(yīng)的電壓值將耗用大量的FPGA內(nèi)部組件，本設(shè)計(jì)用查表命令來得到正確的電壓值。 d2[3..0]：低四位十進(jìn)制BCD碼輸出端 d3[3..0]：中四位十進(jìn)制BCD碼輸出端 d4[3..0]：高四位十進(jìn)制BCD碼輸出端（2）狀態(tài)說明 reset,en兩個(gè)按鍵有四個(gè)狀態(tài)組合00,01,10,11，按鍵按下為“1”，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下所示，當(dāng)狀態(tài)為01,10時(shí)開始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。datain[11..0]：12位并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端。按鍵按下為高電平。按鍵按下為高電平。data_out[11..0]：12位并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出端。ad_dat：ADS7816轉(zhuǎn)換結(jié)束后的12位串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端。輸入高電平時(shí)開始轉(zhuǎn)換。當(dāng)最低有效位(B0位)輸出后,若CS變?yōu)楦唠娢?則一次轉(zhuǎn)換結(jié)束,Dout顯三態(tài)。DCLK的第2個(gè)下降沿后,Dout使能并輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的低電平的無效信號(hào)。通常情況下，采用在DCLK的上升沿接收轉(zhuǎn)換后的各位數(shù)據(jù)流。2. 總體框圖3. 分塊設(shè)計(jì) ADS7816轉(zhuǎn)換控制模塊 （1）ADS7816工作原理 在ADS7816的工作時(shí)序中,串行時(shí)鐘DCLK用于同步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,每位轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在DCLK的下降沿開始傳送。二. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括設(shè)計(jì)思路、總體框圖、分塊設(shè)計(jì)）1. 設(shè)計(jì)思路本次實(shí)驗(yàn)利用ADS7816作為電壓采樣端口，F(xiàn)PGA作為系統(tǒng)的核心器件，用LED數(shù)碼管進(jìn)行已測(cè)電壓值的顯示，先把讀取的12位串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行的12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后再把并行的12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便利于輸出的3位十進(jìn)制BCD碼送給數(shù)碼管，以顯示當(dāng)前測(cè)量電壓值。2. 提高要求： （1） 能夠連續(xù)測(cè)量。 （4） 被測(cè)信號(hào)超過測(cè)量范圍有溢出顯示并有聲音提示。 （2） AD 參考電壓：。. . . .數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課題名稱：簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：班內(nèi)序號(hào)： 一. 設(shè)計(jì)課題的任務(wù)要求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表，要求使用實(shí)驗(yàn)板上的串行 AD 芯片 ADS7816。1. 基本要求：（1） 測(cè)量對(duì)象：1~2 節(jié)干電池。 （3） 用三位數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果，保留兩位小數(shù)。 （5） 按鍵控制測(cè)量和復(fù)位。（2）自擬其他功能。這些工作由ADS7816轉(zhuǎn)換控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換控制模塊、譯碼顯示模塊完成。因此,從Dout引腳接收數(shù)據(jù)時(shí),可在DCLK的下降沿期間進(jìn)行,也可以在DCLK的上升沿期間進(jìn)行。CS的下降沿用于啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)變換，CS有效后的最初1至2個(gè)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，ADS7816采樣輸入信號(hào)，此時(shí)輸出引腳Dout呈三態(tài)。在第4個(gè)時(shí)鐘的上升沿，Dout開始輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果，其輸出數(shù)據(jù)的格式是最高有效位(B11位)在前。（2）元件設(shè)計(jì)：en：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)鍵，輸入。 clk：時(shí)鐘輸入。cs：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換控制模塊（1）元件設(shè)計(jì)en：開始測(cè)量鍵，輸入。 reset：復(fù)位鍵，輸入。clk：時(shí)鐘輸入。beef：蜂鳴器，高電平有效。 (3)數(shù)據(jù)處理ADS7816是12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它的輸出狀態(tài)共有4096種，輸入信號(hào)Ui為0～，(40961)。在讀取到ADS7816的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后，先用查表指令算出高，中，低4位的3個(gè)電壓值，并分別用16位BCD碼表示；接著設(shè)計(jì)16位的BCD碼加法，如果每4位相加結(jié)果超過9需進(jìn)行減10進(jìn)1。二進(jìn)制數(shù)據(jù)高4位電壓中4位電壓低4位電壓0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111clk1：時(shí)鐘輸入。2. 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換控制模塊 如圖所示，當(dāng)en有一個(gè)上升沿時(shí)，開始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。3. 譯碼顯示模塊 圖1 圖2仿真圖中多個(gè)數(shù)碼管是依次顯示，當(dāng)頻率較高，切換速度足夠快時(shí)，觀察到所有數(shù)碼管都