本(běn)节(jié)的(de)文(wén)檔編号(hào)：001600000019
需要(yào)看(kàn)对(duì)應(yìng)的(de)視頻，請點(diǎn)擊視頻編号(hào)：001600000042
1.至(zhì)簡原理與(yǔ)應(yìng)用(yòng)配套(tào)的(de)案(àn)例文(wén)檔
2.使用(yòng)6个(gè)數碼管(guǎn)实現(xiàn)數字(zì)时(shí)鐘(zhōng)功能(néng)，與(yǔ)數字(zì)时(shí)鐘(zhōng)相同(tóng)，該功能(néng)可(kě)以(yǐ)顯示00：00：00到(dào)23：59：59範圍的(de)时(shí)間(jiān)。
3. 这(zhè)是(shì)ALTERA入(rù)門(mén)学習案(àn)例文(wén)檔
1項目背景
數字(zì)时(shí)鐘(zhōng)用(yòng)數字(zì)電(diàn)路(lù)技術(shù)实現(xiàn)时(shí)、分(fēn)、秒(miǎo)計(jì)时(shí)顯示的(de)裝(zhuāng)置。用(yòng)數字(zì)同(tóng)时(shí)顯示时(shí)，分(fēn)，秒(miǎo)的(de)精确时(shí)間(jiān)，并能(néng)实現(xiàn)準确校(xiào)时(shí)。與(yǔ)傳統表(biǎo)盤式機(jī)械式时(shí)鐘(zhōng)相比，具有(yǒu)更(gèng)高(gāo)的(de)準确性(xìng)和(hé)直(zhí)观性(xìng)，且无機(jī)械裝(zhuāng)置，具有(yǒu)更(gèng)长的(de)使用(yòng)壽命。不(bù)僅如(rú)此(cǐ)，還(huán)具備體(tǐ)積小、重(zhòng)量(liàng)輕(qīng)、抗干(gàn)擾能(néng)力強(qiáng)、对(duì)环(huán)境要(yào)求高(gāo)、高(gāo)精确性(xìng)、容易開(kāi)發(fà)等特(tè)性(xìng)。本(běn)案(àn)例将詳细(xì)介紹用(yòng)至(zhì)簡設計(jì)法实現(xiàn)數字(zì)时(shí)鐘(zhōng)的(de)功能(néng)。
2 設計(jì)目标(biāo)
本(běn)工程使用(yòng)6个(gè)數碼管(guǎn)实現(xiàn)數字(zì)时(shí)鐘(zhōng)功能(néng)。該功能(néng)與(yǔ)數字(zì)时(shí)鐘(zhōng)相同(tóng)，即從00:00:00一(yī)直(zhí)到(dào)23:59:59。
上(shàng)板效果(guǒ)图(tú)如(rú)下(xià)图(tú)所(suǒ)示。
图(tú) 288
3 設計(jì)实現(xiàn)
3.1 頂层信(xìn)号(hào)
新建目录(lù)：D:mdy_bookmy_shizhong。在(zài)該目录(lù)中(zhōng)，新建一(yī)个(gè)名为(wèi)my_shizong.v的(de)文(wén)件(jiàn)，并用(yòng)GVIM打(dǎ)開(kāi)，開(kāi)始編写代(dài)碼。
我(wǒ)们(men)要(yào)实現(xiàn)的(de)功能(néng)，概括起来(lái)就(jiù)是(shì)控制8个(gè)數碼管(guǎn)，讓其中(zhōng)2个(gè)數碼管(guǎn)常滅，其他(tā)6个(gè)數碼顯示不(bù)同(tóng)的(de)數字(zì)。要(yào)控制8个(gè)數碼管(guǎn)，就(jiù)需要(yào)控制位選信(xìn)号(hào)，即FPGA要(yào)輸出(chū)一(yī)个(gè)8位的(de)位選信(xìn)号(hào)，設为(wèi)seg_sel，其中(zhōng)seg_sel[0]对(duì)應(yìng)數碼管(guǎn)0，seg_sel[1]对(duì)應(yìng)數碼管(guǎn)1，以(yǐ)此(cǐ)類(lèi)推，seg_sel[7]对(duì)應(yìng)數碼管(guǎn)7。
要(yào)顯示不(bù)同(tóng)的(de)數字(zì)，就(jiù)需要(yào)控制段(duàn)選信(xìn)号(hào)，不(bù)需要(yào)用(yòng)到(dào)DP，一(yī)共(gòng)有(yǒu)7根(gēn)線(xiàn)，即FPGA要(yào)輸出(chū)一(yī)个(gè)7位的(de)段(duàn)選信(xìn)号(hào)，設为(wèi)seg_ment，seg_ment[6]~segm_ment[0]分(fēn)别对(duì)應(yìng)數碼管(guǎn)的(de)abcdefg（注意(yì)对(duì)應(yìng)順序）。
我(wǒ)们(men)還(huán)需要(yào)时(shí)鐘(zhōng)信(xìn)号(hào)和(hé)複位信(xìn)号(hào)来(lái)進(jìn)行工程控制。
綜上(shàng)所(suǒ)述，我(wǒ)们(men)这(zhè)个(gè)工程需要(yào)4个(gè)信(xìn)号(hào)，时(shí)鐘(zhōng)clk，複位rst_n，輸出(chū)的(de)位選信(xìn)号(hào)seg_sel和(hé)輸出(chū)的(de)段(duàn)選信(xìn)号(hào)seg_ment。
|
器件(jiàn) |
信(xìn)号(hào)線(xiàn) |
信(xìn)号(hào)線(xiàn) |
FPGA管(guǎn)脚 |
內(nèi)部(bù)信(xìn)号(hào) |
|
U6,U7 |
SEG_E |
SEG0 |
Y6 |
seg_ment[2] |
|
SEG_DP |
SEG1 |
W6 |
未用(yòng)到(dào) |
|
|
SEG_G |
SEG2 |
Y7 |
seg_ment[0] |
|
|
SEG_F |
SEG3 |
W7 |
seg_ment[1] |
|
|
SEG_D |
SEG4 |
P3 |
seg_ment[3] |
|
|
SEG_C |
SEG5 |
P4 |
seg_ment[4] |
|
|
SEG_B |
SEG6 |
R5 |
seg_ment[5] |
|
|
SEG_A |
SEG7 |
T3 |
seg_ment[6] |
|
|
DIG1 |
DIG_EN1 |
T4 |
seg_sel[0] |
|
|
DIG2 |
DIG_EN2 |
V4 |
seg_sel[1] |
|
|
DIG3 |
DIG_EN3 |
V3 |
seg_sel[2] |
|
|
DIG4 |
DIG_EN4 |
Y3 |
seg_sel[3] |
|
|
DIG5 |
DIG_EN5 |
Y8 |
seg_sel[4] |
|
|
DIG6 |
DIG_EN6 |
W8 |
seg_sel[5] |
|
|
DIG7 |
DIG_EN7 |
W10 |
seg_sel[6] |
|
|
DIG8 |
DIG_EN8 |
Y10 |
seg_sel[7] |
|
|
X1 |
|
SYS_CLK |
G1 |
clk |
|
K1 |
|
SYS_RST |
AB12 |
rst_n |
将module的(de)名稱定(dìng)義为(wèi)my_shizhong。并且我(wǒ)们(men)已經(jīng)知道(dào)該模块(kuài)有(yǒu)4个(gè)信(xìn)号(hào)：clk、rst_n、seg_sel和(hé)seg_ment，代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 |
module my_shizhong( clk , rst_n , seg_sel , seg_ment ); |
其中(zhōng)clk、rst_n是(shì)1位的(de)輸入(rù)信(xìn)号(hào)，seg_sel是(shì)8位的(de)輸出(chū)信(xìn)号(hào)，seg_ment是(shì)7位的(de)輸出(chū)信(xìn)号(hào)，根(gēn)據(jù)此(cǐ)，補充輸入(rù)輸出(chū)端口(kǒu)定(dìng)義。代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 |
input clk ; input rst_n ; output[7:0] seg_sel ; output[6:0] seg_ment; |
3.2 信(xìn)号(hào)設計(jì)
我(wǒ)们(men)先(xiān)分(fēn)析要(yào)实現(xiàn)的(de)功能(néng)，我(wǒ)们(men)用(yòng)m_g，m_s，f_g，f_s，s_g，s_s分(fēn)别表(biǎo)示秒(miǎo)鐘(zhōng)个(gè)位、秒(miǎo)鐘(zhōng)十(shí)位、分(fēn)鐘(zhōng)个(gè)位、分(fēn)鐘(zhōng)十(shí)位、小时(shí)个(gè)位和(hé)小时(shí)十(shí)位所(suǒ)表(biǎo)示的(de)數字(zì)值，m_g_s，m_s_s，f_g_s，f_s_s，s_g_s，s_s_s分(fēn)别表(biǎo)示秒(miǎo)鐘(zhōng)个(gè)位、秒(miǎo)鐘(zhōng)十(shí)位、分(fēn)鐘(zhōng)个(gè)位、分(fēn)鐘(zhōng)十(shí)位、小时(shí)个(gè)位和(hé)小时(shí)十(shí)位所(suǒ)表(biǎo)示數碼管(guǎn)段(duàn)選值。
數碼管(guǎn)0顯示的(de)是(shì)秒(miǎo)个(gè)位值，則翻譯成(chéng)信(xìn)号(hào)就(jiù)是(shì)seg_sel的(de)值为(wèi)8’b1111_1110，seg_ment的(de)值为(wèi)：m_g_s。數碼管(guǎn)1顯示秒(miǎo)十(shí)位，也(yě)就(jiù)是(shì)说(shuō)seg_sel的(de)值为(wèi)8’b1111_1101，seg_ment的(de)值为(wèi)m_s_s。以(yǐ)此(cǐ)類(lèi)推，數碼管(guǎn)5顯示小时(shí)十(shí)位，也(yě)就(jiù)是(shì)seg_sel的(de)值为(wèi)8’b1101_1111，seg_ment的(de)值为(wèi)s_s_s。
图(tú) 289
那(nà)麼(me)seg_ment和(hé)seg_sel多(duō)久變(biàn)化(huà)一(yī)次(cì)呢？我(wǒ)们(men)就(jiù)需要(yào)用(yòng)到(dào)數碼管(guǎn)動(dòng)态掃描原理了(le)。
數碼管(guǎn)動(dòng)态顯示接口(kǒu)是(shì)應(yìng)用(yòng)最(zuì)为(wèi)廣泛的(de)一(yī)種(zhǒng)顯示方(fāng)式之一(yī)，動(dòng)态驅動(dòng)是(shì)将所(suǒ)有(yǒu)數碼管(guǎn)的(de)8个(gè)顯示笔(bǐ)劃(huà)"a,b,c,d,e,f,g,dp"的(de)同(tóng)名端連(lián)在(zài)一(yī)起，另(lìng)外(wài)为(wèi)每个(gè)數碼管(guǎn)的(de)公共(gòng)极(jí)COM增加位選通(tòng)控制電(diàn)路(lù)，位選通(tòng)由(yóu)各(gè)自(zì)独立的(de)I/O線(xiàn)控制，當要(yào)輸出(chū)字(zì)形碼时(shí)，所(suǒ)有(yǒu)數碼管(guǎn)都接收(shōu)到(dào)相同(tóng)的(de)字(zì)形碼，但究竟是(shì)哪个(gè)數碼管(guǎn)会(huì)顯示出(chū)字(zì)形，取(qǔ)決于(yú)單片(piàn)機(jī)对(duì)位選通(tòng)COM端電(diàn)路(lù)的(de)控制，所(suǒ)以(yǐ)我(wǒ)们(men)只(zhī)要(yào)将需要(yào)顯示的(de)數碼管(guǎn)的(de)選通(tòng)控制打(dǎ)開(kāi)，該位就(jiù)顯示出(chū)字(zì)形，沒(méi)有(yǒu)選通(tòng)的(de)數碼管(guǎn)就(jiù)不(bù)会(huì)亮(liàng)。通(tòng)过(guò)分(fēn)时(shí)轮流控制各(gè)个(gè)數碼管(guǎn)的(de)的(de)COM端，就(jiù)使各(gè)个(gè)數碼管(guǎn)轮流受控顯示，这(zhè)就(jiù)是(shì)動(dòng)态驅動(dòng)。在(zài)轮流顯示过(guò)程中(zhōng)，每位數碼管(guǎn)的(de)點(diǎn)亮(liàng)时(shí)間(jiān)为(wèi)1～2ms，由(yóu)于(yú)人(rén)的(de)視覺暫留現(xiàn)象(xiàng)及(jí)發(fà)光(guāng)二(èr)极(jí)管(guǎn)的(de)餘輝效應(yìng)，盡管(guǎn)实際上(shàng)各(gè)位數碼管(guǎn)并非(fēi)同(tóng)时(shí)點(diǎn)亮(liàng)，但只(zhī)要(yào)掃描的(de)速度(dù)足够快(kuài)，給(gěi)人(rén)的(de)印(yìn)象(xiàng)就(jiù)是(shì)一(yī)組稳定(dìng)的(de)顯示數據(jù)，不(bù)会(huì)有(yǒu)閃爍感(gǎn)，動(dòng)态顯示的(de)效果(guǒ)和(hé)静(jìng)态顯示是(shì)一(yī)樣(yàng)的(de)，能(néng)够节(jié)省(shěng)大量(liàng)的(de)I/O端口(kǒu)，而(ér)且功耗更(gèng)低。
也(yě)就(jiù)是(shì)说(shuō)，只(zhī)要(yào)刷新时(shí)間(jiān)为(wèi)1~2ms，那(nà)麼(me)人(rén)眼(yǎn)看(kàn)起来(lái)就(jiù)似乎是(shì)所(suǒ)有(yǒu)數碼管(guǎn)都在(zài)顯示。因(yīn)为(wèi)我(wǒ)们(men)把这(zhè)个(gè)刷新时(shí)間(jiān)定(dìng)为(wèi)2ms，也(yě)就(jiù)是(shì)如(rú)下(xià)图(tú)。
图(tú) 290
由(yóu)波(bō)形图(tú)可(kě)知，我(wǒ)们(men)需要(yào)1个(gè)計(jì)數器用(yòng)来(lái)計(jì)算2毫(háo)秒(miǎo)的(de)时(shí)間(jiān)。本(běn)工程的(de)工作时(shí)鐘(zhōng)是(shì)50MHz，即周期(qī)为(wèi)20ns，計(jì)數器計(jì)數到(dào)2_000_000/20=100_000个(gè)，我(wǒ)们(men)就(jiù)能(néng)知道(dào)2毫(háo)秒(miǎo)时(shí)間(jiān)到(dào)了(le)。另(lìng)外(wài)，由(yóu)于(yú)該計(jì)數器是(shì)不(bù)停地(dì)計(jì)數，永遠(yuǎn)不(bù)停止的(de)，可(kě)以(yǐ)認为(wèi)加1条(tiáo)件(jiàn)一(yī)直(zhí)有(yǒu)效，可(kě)写成(chéng)：assign add_cnt0==1。綜上(shàng)所(suǒ)述，該計(jì)數器的(de)代(dài)碼如(rú)下(xià)。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin cnt0 <= 0; end else if(add_cnt0)begin if(end_cnt0) cnt0 <= 0; else cnt0 <= cnt0 + 1; end end
assign add_cnt0 = 1; assign end_cnt0 = add_cnt0 && cnt0==100_000-1 ; |
再次(cì)观察波(bō)形图(tú)，我(wǒ)们(men)發(fà)現(xiàn)依次(cì)是(shì)顯示的(de)是(shì)m_g_s、m_s_s、f_g_s、f_s_s、s_g_s和(hé)s_s_s，一(yī)共(gòng)6个(gè)，循环(huán)進(jìn)行顯示。这(zhè)说(shuō)明(míng)還(huán)需要(yào)另(lìng)外(wài)一(yī)个(gè)計(jì)數器来(lái)表(biǎo)示第(dì)幾(jǐ)个(gè)。該計(jì)數器每隔2ms加1，因(yīn)此(cǐ)加1条(tiáo)件(jiàn)为(wèi)end_cnt0。該計(jì)數器一(yī)共(gòng)要(yào)數6次(cì)。所(suǒ)以(yǐ)代(dài)碼为(wèi)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin cnt1 <= 0; end else if(add_cnt1)begin if(end_cnt1) cnt1 <= 0; else cnt1 <= cnt1 + 1; end end
assign add_cnt1 = end_cnt0; assign end_cnt1 = add_cnt1 && cnt1==6-1 ; |
有(yǒu)了(le)两(liǎng)个(gè)計(jì)數器，我(wǒ)们(men)来(lái)思(sī)考輸出(chū)信(xìn)号(hào)seg_sel的(de)變(biàn)化(huà)。概括起来(lái)，在(zài)第(dì)1次(cì)的(de)时(shí)候輸出(chū)值为(wèi)8’hfe；在(zài)第(dì)2次(cì)的(de)时(shí)候輸出(chū)值为(wèi)8’hfd；以(yǐ)此(cǐ)類(lèi)推，在(zài)第(dì)6次(cì)的(de)时(shí)候輸出(chū)值为(wèi)8’hdf。我(wǒ)们(men)用(yòng)信(xìn)号(hào)cnt1来(lái)代(dài)替第(dì)幾(jǐ)次(cì)，也(yě)就(jiù)是(shì)：當cnt1==0的(de)时(shí)候，輸出(chū)值为(wèi)8’hfe；在(zài)cnt1==1的(de)时(shí)候輸出(chū)值为(wèi)8’hfd；以(yǐ)此(cǐ)類(lèi)推，在(zài)cnt1==5的(de)时(shí)候輸出(chū)值为(wèi)8’hdf。再進(jìn)一(yī)步翻譯成(chéng)代(dài)碼，就(jiù)變(biàn)成(chéng)如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(rst_n==1'b0)begin seg_sel <= 8'hfe; end else if(cnt1==0) begin seg_sel <= 8'hfe; end else if(cnt1==1) begin seg_sel <= 8'hfd; end else if(cnt1==2) begin seg_sel <= 8'hfb; end else if(cnt1==3) begin seg_sel <= 8'hf7; end else if(cnt1==4) begin seg_sel <= 8'hef; end else if(cnt1==5) begin seg_sel <= 8'hdf; end end |
或(huò)者(zhě)可(kě)以(yǐ)簡写成(chéng)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin if(rst_n==1'b0)begin seg_sel <= 8'hfe ; end else begin
seg_sel <= ~(8'b1< end end |
对(duì)上(shàng)面(miàn)代(dài)碼解(jiě)釋一(yī)下(xià)，第(dì)131行是(shì)指先(xiān)将8’b1向(xiàng)左(zuǒ)移位，再取(qǔ)反(fǎn)後(hòu)的(de)值，賦給(gěi)seg_sel。假設此(cǐ)时(shí)cnt1等于(yú)0，那(nà)麼(me)8’b1<<0的(de)結果(guǒ)是(shì)8’b0000_0001，取(qǔ)反(fǎn)的(de)值为(wèi)8’hfe；假設cnt1等于(yú)3，那(nà)麼(me)8’b1<<3的(de)結果(guǒ)为(wèi)8’b000_1000，取(qǔ)反(fǎn)後(hòu)的(de)結果(guǒ)为(wèi)8’b1111_0111，即8’hf7。與(yǔ)第(dì)一(yī)種(zhǒng)写法的(de)結果(guǒ)都是(shì)相同(tóng)的(de)。
我(wǒ)们(men)来(lái)思(sī)考輸出(chū)信(xìn)号(hào)seg_ment的(de)變(biàn)化(huà)。seg_ment的(de)值，是(shì)m_g、m_s、f_g、f_s、s_g和(hé)s_s等數值分(fēn)别譯碼成(chéng)數碼管(guǎn)顯示的(de)信(xìn)号(hào)m_g_s、m_s_s、f_g_s、f_s_s、s_g_s和(hé)s_s_s。我(wǒ)们(men)一(yī)種(zhǒng)做法，是(shì)将數值分(fēn)别轉(zhuǎn)成(chéng)譯碼信(xìn)号(hào)，然後(hòu)再挑選出(chū)来(lái)給(gěi)seg_ment。如(rú)下(xià)面(miàn)的(de)原理图(tú)：
图(tú) 291
我(wǒ)们(men)還(huán)可(kě)以(yǐ)是(shì)先(xiān)可(kě)以(yǐ)選擇哪一(yī)組數據(jù)，選出(chū)来(lái)後(hòu)再做譯碼，其原理图(tú)如(rú)下(xià)：
图(tú) 292
对(duì)比两(liǎng)个(gè)原理图(tú)，可(kě)以(yǐ)發(fà)現(xiàn)，实現(xiàn)同(tóng)樣(yàng)的(de)功能(néng)，第(dì)二(èr)个(gè)原理图(tú)比第(dì)一(yī)个(gè)，少(shǎo)了(le)5个(gè)譯碼電(diàn)路(lù)。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)簡單的(de)例子，说(shuō)明(míng)实現(xiàn)一(yī)个(gè)功能(néng)，可(kě)以(yǐ)有(yǒu)很多(duō)種(zhǒng)方(fāng)法，方(fāng)法各(gè)有(yǒu)优勢，能(néng)用(yòng)較少(shǎo)的(de)資源、較快(kuài)的(de)速度(dù)实現(xiàn)功能(néng)，这(zhè)就(jiù)是(shì)設計(jì)师(shī)的(de)能(néng)力，也(yě)是(shì)FPGA設計(jì)的(de)魅力所(suǒ)在(zài)。
我(wǒ)们(men)采用(yòng)第(dì)二(èr)種(zhǒng)实現(xiàn)方(fāng)案(àn)。設計(jì)一(yī)个(gè)信(xìn)号(hào)sel_data，表(biǎo)示從6个(gè)數據(jù)中(zhōng)選擇的(de)信(xìn)号(hào)，之後(hòu)再做譯碼。波(bō)形图(tú)更(gèng)新如(rú)下(xià)：
图(tú) 293
sel_data的(de)值有(yǒu)可(kě)能(néng)为(wèi)0~9中(zhōng)的(de)任意(yì)數字(zì)，这(zhè)些數字(zì)都要(yào)轉(zhuǎn)成(chéng)數碼管(guǎn)的(de)段(duàn)選信(xìn)号(hào)。下(xià)表(biǎo)列出(chū)不(bù)同(tóng)數字(zì)对(duì)應(yìng)的(de)段(duàn)選信(xìn)号(hào)值。
|
顯示 數字(zì) |
共(gòng)陽abcdefg 2進(jìn)制 |
共(gòng)陽abcdefg 16進(jìn)制 |
共(gòng)陰abcdefg 2進(jìn)制 |
共(gòng)陰abcdefg 16進(jìn)制 |
|
0 |
7’b0000001 |
7’h01 |
7’b 1111110 |
7’h7e |
|
1 |
7’b 1001111 |
7’h4f |
7’b 0110000 |
7’h30 |
|
2 |
7’b 0010010 |
7’h12 |
7’b 1101101 |
7’h6d |
|
3 |
7’b 0000110 |
7’h06 |
7’b 1111001 |
7’h79 |
|
4 |
7’b 1001100 |
7’h4c |
7’b 0110011 |
7’h33 |
|
5 |
7’b 0100100 |
7’h24 |
7’b 1011011 |
7’h5b |
|
6 |
7’b 0100000 |
7’h20 |
7’b 1011111 |
7’h3f |
|
7 |
7’b 0001111 |
7’h0f |
7’b 1110000 |
7’h70 |
|
8 |
7’b 0000000 |
7’h00 |
7’b 1111111 |
7’h7f |
|
9 |
7’b 0000100 |
7’h04 |
7’b 1111011 |
7’h7b |
明(míng)德揚開(kāi)發(fà)板使用(yòng)的(de)是(shì)共(gòng)陽數碼管(guǎn)。根(gēn)據(jù)上(shàng)表(biǎo)，可(kě)写出(chū)下(xià)面(miàn)代(dài)碼。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(rst_n==1'b0)begin seg_ment<= 7'h01; end else if(sel_data==0)begin seg_ment<= 7'h01; end else if(sel_data==1)begin seg_ment<= 7'h4f; end else if(sel_data==2)begin seg_ment<= 7'h12; end else if(sel_data==3)begin seg_ment<= 7'h06; end else if(sel_data==4)begin seg_ment<= 7'h4c; end else if(sel_data==5)begin seg_ment<= 7'h24; end else if(sel_data==6)begin seg_ment<= 7'h20; end else if(sel_data==7)begin seg_ment<= 7'h0f; end else if(sel_data==8)begin seg_ment<= 7'h00; end else if(sel_data==9)begin seg_ment<= 7'h04; end end |
當然，也(yě)可(kě)以(yǐ)写成(chéng)case的(de)形式，結果(guǒ)都是(shì)一(yī)樣(yàng)的(de)。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
always@(posedge clk or negedge rst_n)begin if(rst_n==1'b0)begin segment<= 7'h00; end else begin case (sel_data) 0 : segment <= 7'h01; 1 : segment <= 7'h4f; 2 : segment <= 7'h12; 3 : segment <= 7'h06; 4 : segment <= 7'h4c; 5 : segment <= 7'h24; 6 : segment <= 7'h20; 7 : segment <= 7'h0f; 8 : segment <= 7'h00; 9 : segment <= 7'h04; default : segment <= 7'h00; endcase end end |
sel_data從m_g、m_s、f_g、f_s、s_g和(hé)s_s中(zhōng)選取(qǔ)。當cnt1=0，即數碼管(guǎn)0顯示时(shí)，sel_data的(de)值为(wèi)m_g；當cnt1=1，即數碼管(guǎn)1顯示时(shí)，sel_data的(de)值为(wèi)m_s；當cnt1=2，即數碼管(guǎn)2顯示时(shí)，sel_data的(de)值为(wèi)f_g；當cnt1=3，即數碼管(guǎn)3顯示时(shí)，sel_data的(de)值为(wèi)f_s；當cnt1=4，即數碼管(guǎn)4顯示时(shí)，sel_data的(de)值为(wèi)s_g；當cnt1=5，即數碼管(guǎn)5顯示时(shí)，sel_data的(de)值为(wèi)s_s。为(wèi)此(cǐ)，sel_data的(de)代(dài)碼为(wèi)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(*)begin if(cnt1==0) sel_data = m_g; else if(cnt1==1) sel_data = m_s; else if(cnt1==2) sel_data = f_g; else if(cnt1==3) sel_data = f_s; else if(cnt1==4) sel_data = s_g; else sel_data = s_s; end |
接下(xià)来(lái)我(wǒ)们(men)設計(jì)m_g、m_s、f_g、f_s、s_g和(hé)s_s信(xìn)号(hào)，按照常識，秒(miǎo)个(gè)位m_g的(de)變(biàn)化(huà)規律如(rú)下(xià)：
图(tú) 294
秒(miǎo)个(gè)位的(de)數據(jù)是(shì)0、1、2~9、0这(zhè)樣(yàng)有(yǒu)規律的(de)加1變(biàn)化(huà)，很明(míng)顯可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū)这(zhè)个(gè)m_g其实就(jiù)是(shì)一(yī)个(gè)計(jì)數器，并且这(zhè)个(gè)計(jì)數器每隔1秒(miǎo)时(shí)間(jiān)才變(biàn)化(huà)加1一(yī)次(cì)。1秒(miǎo)时(shí)間(jiān)計(jì)时(shí)也(yě)需要(yào)一(yī)个(gè)計(jì)數器，設为(wèi)cnt2，則cnt2是(shì)一(yī)直(zhí)加1的(de)，即可(kě)以(yǐ)写成(chéng)assign add_cnt2 = 1。cnt2要(yào)數1秒(miǎo)时(shí)間(jiān)，本(běn)工程的(de)工作时(shí)鐘(zhōng)是(shì)50MHz，即周期(qī)为(wèi)20ns，計(jì)數器計(jì)數到(dào)1_000_000_000/20=50_000_000个(gè)，我(wǒ)们(men)就(jiù)能(néng)知道(dào)1秒(miǎo)时(shí)間(jiān)到(dào)了(le)，所(suǒ)以(yǐ)cnt1的(de)周期(qī)是(shì) 50_000_000个(gè)。有(yǒu)了(le)cnt1，我(wǒ)们(men)就(jiù)知道(dào)m_g这(zhè)个(gè)計(jì)數器的(de)加1条(tiáo)件(jiàn)是(shì)1秒(miǎo)时(shí)間(jiān)到(dào)了(le)，即end_cnt2==1，要(yào)計(jì)數10个(gè)。綜上(shàng)所(suǒ)述，可(kě)以(yǐ)写出(chū)cnt2和(hé)m_g的(de)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin cnt2 <= 0; end else if(add_cnt2)begin if(end_cnt2) cnt2 <= 0; else cnt2 <= cnt2 + 1; end end
assign add_cnt2 = 1; assign end_cnt2 = add_cnt2 && cnt2==50_000_000-1 ; |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n) begin if (rst_n==0) begin m_g<= 0; end else if(add_m_g) begin if(end_m_g) m_g<= 0; else m_g<= m_g+1 ; end end assign add_m_g = end_cnt2; assign end_m_g = add_m_g&&m_g == 10 -1 ; |
接下(xià)来(lái)思(sī)考秒(miǎo)十(shí)位m_s，m_s的(de)變(biàn)化(huà)情(qíng)況如(rú)下(xià)：
图(tú) 295
m_s秒(miǎo)十(shí)位的(de)指示，很明(míng)顯每隔10秒(miǎo)就(jiù)会(huì)加1，很明(míng)顯，m_s也(yě)是(shì)一(yī)个(gè)計(jì)數器，加1条(tiáo)件(jiàn)是(shì)10秒(miǎo)时(shí)間(jiān)到(dào)，也(yě)就(jiù)是(shì)end_m_g。該計(jì)數器周期(qī)性(xìng)是(shì)數6个(gè)。所(suǒ)以(yǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin m_s<= 0; end else if(add_m_s)begin if(end_m_s) m_s<= 0; else m_s<= m_s + 1; end end
assign add_m_s = end_m_g; assign end_m_s = add_m_s&&m_s==6-1 ; |
接下(xià)来(lái)思(sī)考分(fēn)个(gè)位f_g，f_g的(de)變(biàn)化(huà)情(qíng)況如(rú)下(xià)：
图(tú) 296
f_g分(fēn)个(gè)位的(de)指示，很明(míng)顯每隔1分(fēn)鐘(zhōng)即60秒(miǎo)就(jiù)会(huì)加1，很明(míng)顯，f_g也(yě)是(shì)一(yī)个(gè)計(jì)數器，加1条(tiáo)件(jiàn)是(shì)60秒(miǎo)时(shí)間(jiān)到(dào)，也(yě)就(jiù)是(shì)end_m_s。該計(jì)數器周期(qī)性(xìng)是(shì)數10个(gè)。所(suǒ)以(yǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n) begin if (rst_n==0) begin f_g<= 0; end else if(add_f_g) begin if(end_f_g) f_g<= 0; else f_g<= f_g+1 ; end end assign add_f_g = end_m_s; assign end_f_g = add_f_g&&f_g == 10 -1 ; |
接下(xià)来(lái)思(sī)考分(fēn)十(shí)位f_s，f_s的(de)變(biàn)化(huà)情(qíng)況如(rú)下(xià)：
图(tú) 297
f_s分(fēn)十(shí)位的(de)指示，很明(míng)顯每隔10分(fēn)鐘(zhōng)就(jiù)会(huì)加1，很明(míng)顯，f_s也(yě)是(shì)一(yī)个(gè)計(jì)數器，加1条(tiáo)件(jiàn)是(shì)10分(fēn)鐘(zhōng)到(dào)，也(yě)就(jiù)是(shì)end_f_g。該計(jì)數器周期(qī)性(xìng)是(shì)數6个(gè)。所(suǒ)以(yǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin f_s<= 0; end else if(add_f_s)begin if(end_f_s) f_s<= 0; else f_s<= f_s + 1; end end
assign add_f_s = end_f_g; assign end_f_s = add_f_s&&f_s==6-1 ; |
接下(xià)来(lái)思(sī)考小时(shí)个(gè)位s_g，s_g的(de)變(biàn)化(huà)情(qíng)況如(rú)下(xià)：
图(tú) 298
s_g小时(shí)个(gè)位的(de)指示，很明(míng)顯每隔1小时(shí)即6分(fēn)鐘(zhōng)就(jiù)会(huì)加1，很明(míng)顯，s_g也(yě)是(shì)一(yī)个(gè)計(jì)數器，加1条(tiáo)件(jiàn)是(shì)1小时(shí)也(yě)就(jiù)是(shì)60分(fēn)鐘(zhōng)时(shí)間(jiān)到(dào)，也(yě)就(jiù)是(shì)end_f_g。
接下(xià)来(lái)我(wǒ)们(men)需要(yào)好(hǎo)好(hǎo)思(sī)考这(zhè)个(gè)小时(shí)个(gè)位，它(tā)的(de)周期(qī)是(shì)多(duō)少(shǎo)。有(yǒu)读(dú)者(zhě)認为(wèi)是(shì)10个(gè)，因(yīn)为(wèi)是(shì)小时(shí)个(gè)位会(huì)從0~9这(zhè)樣(yàng)變(biàn)化(huà)；有(yǒu)读(dú)者(zhě)認为(wèi)是(shì)24个(gè)，因(yīn)为(wèi)一(yī)共(gòng)是(shì)24小时(shí)；有(yǒu)读(dú)者(zhě)認为(wèi)是(shì)4个(gè)，因(yīn)为(wèi)小时(shí)个(gè)位会(huì)從0~4變(biàn)化(huà)。
認为(wèi)是(shì)24小时(shí)的(de)读(dú)者(zhě)，沒(méi)有(yǒu)認識到(dào)我(wǒ)们(men)只(zhī)是(shì)看(kàn)小时(shí)个(gè)位的(de)變(biàn)化(huà)，而(ér)不(bù)是(shì)小时(shí)个(gè)位和(hé)小时(shí)十(shí)位整體(tǐ)，整體(tǐ)才是(shì)24小时(shí)。我(wǒ)们(men)盯着小时(shí)个(gè)位，会(huì)發(fà)現(xiàn)它(tā)是(shì)这(zhè)麼(me)一(yī)个(gè)規律：0~9，0~9，0~3，0~9，0~9，0~3。因(yīn)此(cǐ)正(zhèng)确的(de)答(dá)案(àn)是(shì)，有(yǒu)时(shí)候周期(qī)是(shì)10，有(yǒu)时(shí)候是(shì)4，也(yě)就(jiù)是(shì)说(shuō)周期(qī)性(xìng)会(huì)變(biàn)的(de)。按照明(míng)德揚的(de)變(biàn)量(liàng)法，設其周期(qī)是(shì)x，則可(kě)以(yǐ)写出(chū)s_g的(de)代(dài)碼如(rú)下(xià)，而(ér)x是(shì)怎麼(me)来(lái)，我(wǒ)们(men)先(xiān)不(bù)考慮，後(hòu)期(qī)再说(shuō)。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n) begin if (rst_n==0) begin s_g<= 0; end else if(add_s_g) begin if(end_s_g) s_g<= 0; else s_g<= s_g+1 ; end end assign add_s_g = end_f_s; assign end_s_g = add_s_g&&s_g == x -1 ; |
接下(xià)来(lái)思(sī)考小时(shí)十(shí)位s_s，s_s的(de)變(biàn)化(huà)情(qíng)況如(rú)下(xià)：
图(tú) 299
s_s小时(shí)十(shí)位的(de)指示，很明(míng)顯當小时(shí)个(gè)位要(yào)清(qīng)零(líng)时(shí)（注意(yì)不(bù)是(shì)每隔10小时(shí)），s_s就(jiù)会(huì)加1，很明(míng)顯，s_s也(yě)是(shì)一(yī)个(gè)計(jì)數器，加1条(tiáo)件(jiàn)是(shì)小时(shí)个(gè)位要(yào)清(qīng)零(líng)了(le)，也(yě)就(jiù)是(shì)end_s_g。該計(jì)數器周期(qī)性(xìng)是(shì)數3个(gè)。所(suǒ)以(yǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin s_s<= 0; end else if(add_s_s)begin if(end_s_s) s_s<= 0; else s_s<= s_s + 1; end end
assign add_s_s = end_s_g; assign end_s_s = add_s_s&&s_s==3-1 ; |
最(zuì)後(hòu)，我(wǒ)们(men)再考慮x,也(yě)就(jiù)是(shì)小时(shí)个(gè)位的(de)周期(qī)性(xìng)是(shì)多(duō)少(shǎo)，并取(qǔ)決于(yú)什麼(me)因(yīn)素。我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)發(fà)現(xiàn)，小时(shí)个(gè)位是(shì)0~9，0~9，0~3，0~9，0~9，0~3，也(yě)就(jiù)是(shì)周期(qī)性(xìng)是(shì)10或(huò)者(zhě)是(shì)4。至(zhì)于(yú)是(shì)10還(huán)是(shì)4，則取(qǔ)決于(yú)小时(shí)十(shí)位，即s_s。當时(shí)鐘(zhōng)的(de)小时(shí)十(shí)位顯示为(wèi)2时(shí)，小时(shí)个(gè)位只(zhī)要(yào)數到(dào)3就(jiù)行了(le)，沒(méi)有(yǒu)25點(diǎn)的(de)。綜上(shàng)所(suǒ)術(shù)，發(fà)s_s为(wèi)2时(shí)，x=4，否則x=10。所(suǒ)以(yǐ)x的(de)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 4 5 6 |
always @(*)begin if(s_s==2) x = 4; else x = 10; end |
此(cǐ)次(cì)，主(zhǔ)體(tǐ)程序已經(jīng)完成(chéng)。接下(xià)来(lái)是(shì)将module補充完整。
3.3 信(xìn)号(hào)定(dìng)義
接下(xià)来(lái)定(dìng)義信(xìn)号(hào)類(lèi)型。
cnt0是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。cnt0計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)100_000，需要(yào)用(yòng)17根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)17位。add_cnt0和(hé)end_cnt0都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [16:0] cnt0 ; wire add_cnt0 ; wire end_cnt0 ; |
cnt1是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。cnt1計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)6，需要(yào)用(yòng)3根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)3位。add_cnt1和(hé)end_cnt1都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [2:0] cnt1 ; wire add_cnt1; wire end_cnt1; |
seg_sel是(shì)用(yòng)always方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg，其一(yī)共(gòng)有(yǒu)8根(gēn)線(xiàn)，即位宽(kuān)为(wèi)8。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 |
reg [ 7:0] seg_sel ; |
seg_ ment是(shì)用(yòng)always方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg，其一(yī)共(gòng)有(yǒu)7根(gēn)線(xiàn)，即位宽(kuān)为(wèi)7。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 |
reg [ 6:0] seg_ment ; |
sel_data是(shì)用(yòng)always設計(jì)的(de)，所(suǒ)以(yǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。其最(zuì)大值为(wèi)9，所(suǒ)以(yǐ)需要(yào)4位位宽(kuān)。代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 |
reg [ 3:0] sel_data ; |
cnt2是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。cnt2計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)50_000_000，需要(yào)用(yòng)26根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)26位。add_cnt2和(hé)end_cnt2都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [25:0] cnt2 ; wire add_cnt2 ; wire end_cnt2 ; |
m_g是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。m_g計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)9，需要(yào)用(yòng)4根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)4位。add_m_g和(hé)end_m_g都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [ 3:0] m_g ; wire add_m_g ; wire end_m_g ; |
m_s是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。m_s計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)5，需要(yào)用(yòng)3根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)3位。add_m_s和(hé)end_m_s都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [ 2:0] m_s ; wire add_m_s ; wire end_m_s ; |
f_g是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。f_g計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)9，需要(yào)用(yòng)4根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)4位。add_f_g和(hé)end_f_g都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [ 3:0] f_g ; wire add_f_g ; wire end_f_g ; |
f_s是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。f_s計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)5，需要(yào)用(yòng)3根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)3位。add_f_s和(hé)end_f_s都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [ 2:0] f_s ; wire add_f_s ; wire end_f_s ; |
s_g是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。s_g計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)9，需要(yào)用(yòng)4根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)4位。add_s_g和(hé)end_s_g都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [ 3:0] s_g ; wire add_s_g ; wire end_s_g ; |
s_s是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。s_s計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)2，需要(yào)用(yòng)2根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)2位。add_s_s和(hé)end_s_s都是(shì)用(yòng)assign方(fāng)式設計(jì)的(de)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)wire。并且其值是(shì)0或(huò)者(zhě)1，1个(gè)線(xiàn)表(biǎo)示即可(kě)。因(yīn)此(cǐ)代(dài)碼如(rú)下(xià)：
|
1 2 3 |
reg [ 1:0] s_s ; wire add_s_s ; wire end_s_s ; |
x是(shì)用(yòng)always産生(shēng)的(de)信(xìn)号(hào)，因(yīn)此(cǐ)類(lèi)型为(wèi)reg。x計(jì)數的(de)最(zuì)大值为(wèi)10，需要(yào)用(yòng)4根(gēn)線(xiàn)表(biǎo)示，即位宽(kuān)是(shì)4位。
|
1 |
reg [ 3:0] x ; |
至(zhì)此(cǐ)，整个(gè)代(dài)碼的(de)設計(jì)工作已經(jīng)完成(chéng)。
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 |
module my_shizhong( clk , rst_n , seg_sel , seg_ment );
input clk ; input rst_n ; output[7:0] seg_sel ; output[6:0] seg_ment;
reg [ 7:0] seg_sel ;
reg [ 6:0] seg_ment ;
reg [16:0] cnt0 ; wire add_cnt0 ; wire end_cnt0 ; reg [2:0] cnt1 ; wire add_cnt1; wire end_cnt1;
reg [25:0] cnt2 ; wire add_cnt2 ; wire end_cnt2 ;
reg [ 3:0] m_g ; wire add_m_g ; wire end_m_g ;
reg [ 2:0] m_s ; wire add_m_s ; wire end_m_s ;
reg [ 3:0] f_g ; wire add_f_g ; wire end_f_g ;
reg [ 2:0] f_s ; wire add_f_s ; wire end_f_s ;
reg [ 3:0] s_g ; wire add_s_g ; wire end_s_g ;
reg [ 1:0] s_s ; wire add_s_s ; wire end_s_s ; reg [ 3:0] sel_data ;
reg [ 3:0] x ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin cnt0 <= 0; end else if(add_cnt0)begin if(end_cnt0) cnt0 <= 0; else cnt0 <= cnt0 + 1; end end
assign add_cnt0 = 1; assign end_cnt0 = add_cnt0 && cnt0==100_000-1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin cnt1 <= 0; end else if(add_cnt1)begin if(end_cnt1) cnt1 <= 0; else cnt1 <= cnt1 + 1; end end
assign add_cnt1 = end_cnt0; assign end_cnt1 = add_cnt1 && cnt1==6-1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(rst_n==1'b0)begin seg_sel<= 8'hfe; end else if(cnt1==0)begin seg_sel<= 8'hfe; end else if(cnt1==1)begin seg_sel<= 8'hfd; end else if(cnt1==2)begin seg_sel<= 8'hfb; end else if(cnt1==3)begin seg_sel<= 8'hf7; end else if(cnt1==4)begin seg_sel<= 8'hef; end else if(cnt1==5)begin seg_sel<= 8'hdf; end end
always @(*)begin if(cnt1==0) sel_data = m_g; else if(cnt1==1) sel_data = m_s; else if(cnt1==2) sel_data = f_g; else if(cnt1==3) sel_data = f_s; else if(cnt1==4) sel_data = s_g; else sel_data = s_s; end
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(rst_n==1'b0)begin seg_ment<= 7'h01; end else if(sel_data==0)begin seg_ment<= 7'h01; end else if(sel_data==1)begin seg_ment<= 7'h4f; end else if(sel_data==2)begin seg_ment<= 7'h12; end else if(sel_data==3)begin seg_ment<= 7'h06; end else if(sel_data==4)begin seg_ment<= 7'h4c; end else if(sel_data==5)begin seg_ment<= 7'h24; end else if(sel_data==6)begin seg_ment<= 7'h20; end else if(sel_data==7)begin seg_ment<= 7'h0f; end else if(sel_data==8)begin seg_ment<= 7'h00; end else if(sel_data==9)begin seg_ment<= 7'h04; end end
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin cnt2 <= 0; end else if(add_cnt2)begin if(end_cnt2) cnt2 <= 0; else cnt2 <= cnt2 + 1; end end
assign add_cnt2 = 1; assign end_cnt2 = add_cnt2 && cnt2==50_000_000-1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n) begin if (rst_n==0) begin m_g<= 0; end else if(add_m_g) begin if(end_m_g) m_g<= 0; else m_g<= m_g+1 ; end end assign add_m_g = end_cnt2; assign end_m_g = add_m_g&&m_g == 10 -1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin m_s<= 0; end else if(add_m_s)begin if(end_m_s) m_s<= 0; else m_s<= m_s + 1; end end
assign add_m_s = end_m_g; assign end_m_s = add_m_s&&m_s==6-1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n) begin if (rst_n==0) begin f_g<= 0; end else if(add_f_g) begin if(end_f_g) f_g<= 0; else f_g<= f_g+1 ; end end assign add_f_g = end_m_s; assign end_f_g = add_f_g&&f_g == 10 -1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin f_s<= 0; end else if(add_f_s)begin if(end_f_s) f_s<= 0; else f_s<= f_s + 1; end end
assign add_f_s = end_f_g; assign end_f_s = add_f_s&&f_s==6-1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n) begin if (rst_n==0) begin s_g<= 0; end else if(add_s_g) begin if(end_s_g) s_g<= 0; else s_g<= s_g+1 ; end end assign add_s_g = end_f_s; assign end_s_g = add_s_g&&s_g == x -1 ;
always @(posedgeclk or negedgerst_n)begin if(!rst_n)begin s_s<= 0; end else if(add_s_s)begin if(end_s_s) s_s<= 0; else s_s<= s_s + 1; end end
assign add_s_s = end_s_g; assign end_s_s = add_s_s&&s_s==3-1 ;
always @(*)begin if(s_s==2) x = 4; else x = 10; end
endmodule |
下(xià)一(yī)步是(shì)新建工程和(hé)上(shàng)板查看(kàn)現(xiàn)象(xiàng)。
4 綜合與(yǔ)上(shàng)板
4.1 新建工程
首先(xiān)在(zài)d盤中(zhōng)創建名为(wèi)“my_shizhong”的(de)工程文(wén)件(jiàn)夾，将写的(de)代(dài)碼命名为(wèi)“my_shizhong.v”,頂层模块(kuài)名为(wèi)“my_shizhong”。
图(tú) 300
图(tú) 301
然後(hòu)打(dǎ)開(kāi)QuartusⅡ，點(diǎn)擊File下(xià)拉列表(biǎo)中(zhōng)的(de)New Project Wzard...新建工程選項。
图(tú) 302
3.再出(chū)現(xiàn)的(de)界面(miàn)中(zhōng)直(zhí)接點(diǎn)擊Next。
图(tú) 303
4.之後(hòu)出(chū)現(xiàn)的(de)是(shì)工程文(wén)件(jiàn)夾、工程名、頂层模块(kuài)名設置界面(miàn)。按照之前(qián)的(de)命名進(jìn)行填写，然後(hòu)點(diǎn)擊Next,在(zài)出(chū)現(xiàn)的(de)界面(miàn)選擇empty project。
图(tú) 304
图(tú) 305
5.之後(hòu)是(shì)文(wén)件(jiàn)添加界面(miàn)。添加之前(qián)写的(de)“my_shizhong.v”文(wén)件(jiàn)，點(diǎn)擊右(yòu)側的(de)“Add”按鈕，之後(hòu)文(wén)件(jiàn)還(huán)会(huì)出(chū)現(xiàn)在(zài)下(xià)方(fāng)大方(fāng)框里(lǐ)，之後(hòu)點(diǎn)擊“Next”。
图(tú) 306
器件(jiàn)型号(hào)選擇界面(miàn)。在(zài)上(shàng)方(fāng)紅(hóng)色(sè)箭头(tóu)处選擇Cyclone ⅣE，在(zài)中(zhōng)間(jiān)紅(hóng)色(sè)箭头(tóu)处選擇EP4CE15F23C8，然後(hòu)點(diǎn)擊“Next”。
图(tú) 307
EDA工具界面(miàn)。直(zhí)接點(diǎn)擊“Next”。
图(tú) 308
8.之後(hòu)出(chū)現(xiàn)的(de)界面(miàn)，點(diǎn)擊“Finish”。
图(tú) 309
4.2 綜合
1.新建工程步驟完成(chéng)後(hòu)，就(jiù)会(huì)出(chū)現(xiàn)以(yǐ)下(xià)界面(miàn)。選中(zhōng)要(yào)編譯的(de)文(wén)件(jiàn)，點(diǎn)擊編譯按鈕。
图(tú) 310
2.編譯成(chéng)功後(hòu)会(huì)出(chū)現(xiàn)一(yī)下(xià)界面(miàn)。
图(tú) 311
4.3 配置管(guǎn)脚
图(tú) 312
在(zài)菜單欄中(zhōng)，選中(zhōng)Assignments，然後(hòu)選擇Pin Planner，就(jiù)会(huì)弹出(chū)配置管(guǎn)脚的(de)窗(chuāng)口(kǒu)。
图(tú) 313
在(zài)配置窗(chuāng)口(kǒu)最(zuì)下(xià)方(fāng)中(zhōng)的(de)location一(yī)列，參考下(xià)表(biǎo)中(zhōng)最(zuì)右(yòu)两(liǎng)列配置好(hǎo)FPGA管(guǎn)脚。
|
器件(jiàn) |
信(xìn)号(hào)線(xiàn) |
信(xìn)号(hào)線(xiàn) |
FPGA管(guǎn)脚 |
內(nèi)部(bù)信(xìn)号(hào) |
|
U6,U7 |
SEG_E |
SEG0 |
Y6 |
seg_ment[2] |
|
SEG_DP |
SEG1 |
W6 |
未用(yòng)到(dào) |
|
|
SEG_G |
SEG2 |
Y7 |
seg_ment[0] |
|
|
SEG_F |
SEG3 |
W7 |
seg_ment[1] |
|
|
SEG_D |
SEG4 |
P3 |
seg_ment[3] |
|
|
SEG_C |
SEG5 |
P4 |
seg_ment[4] |
|
|
SEG_B |
SEG6 |
R5 |
seg_ment[5] |
|
|
SEG_A |
SEG7 |
T3 |
seg_ment[6] |
|
|
DIG1 |
DIG_EN1 |
T4 |
seg_sel[0] |
|
|
DIG2 |
DIG_EN2 |
V4 |
seg_sel[1] |
|
|
DIG3 |
DIG_EN3 |
V3 |
seg_sel[2] |
|
|
DIG4 |
DIG_EN4 |
Y3 |
seg_sel[3] |
|
|
DIG5 |
DIG_EN5 |
Y8 |
seg_sel[4] |
|
|
DIG6 |
DIG_EN6 |
W8 |
seg_sel[5] |
|
|
DIG7 |
DIG_EN7 |
W10 |
seg_sel[6] |
|
|
DIG8 |
DIG_EN8 |
Y10 |
seg_sel[7] |
|
|
X1 |
|
SYS_CLK |
G1 |
clk |
|
K1 |
|
SYS_RST |
AB12 |
rst_n |
配置完成(chéng)後(hòu)，關(guān)閉Pin Planner，软(ruǎn)件(jiàn)自(zì)動(dòng)会(huì)保存管(guǎn)脚配置信(xìn)息。
4.4 再次(cì)綜合
图(tú) 314
在(zài)菜單欄中(zhōng)，選中(zhōng)Processing，然後(hòu)選擇Start Compilation，再次(cì)对(duì)整个(gè)工程進(jìn)行編譯和(hé)綜合。
图(tú) 315
出(chū)現(xiàn)上(shàng)面(miàn)的(de)界面(miàn)，就(jiù)说(shuō)明(míng)編譯綜合成(chéng)功。
4.5 連(lián)接開(kāi)發(fà)板
图(tú)中(zhōng)，下(xià)载器接入(rù)電(diàn)腦USB接口(kǒu)，電(diàn)源接入(rù)電(diàn)源，然後(hòu)摁下(xià)藍(lán)色(sè)開(kāi)關(guān)。
图(tú) 316
4.6 上(shàng)板
1.双(shuāng)擊Tasks一(yī)欄中(zhōng)”Program Device”。
图(tú) 317
2.会(huì)出(chū)現(xiàn)如(rú)下(xià)界面(miàn)，點(diǎn)擊add file添加.sof文(wén)件(jiàn)，點(diǎn)擊“Start”，会(huì)在(zài)“Progress”出(chū)顯示進(jìn)度(dù)。
图(tú) 318
3.進(jìn)度(dù)条(tiáo)中(zhōng)提(tí)示成(chéng)功後(hòu)，即可(kě)在(zài)開(kāi)發(fà)板上(shàng)观察到(dào)相應(yìng)的(de)現(xiàn)象(xiàng)。
