VHDL語言的倒數(shù)計時器-具體思路

ID:1101144 · 發(fā)表于 2024-4-6 18:01

設(shè)計要求：
1. 4位數(shù)碼管顯示, 2位顯示分鐘，2位顯示秒鐘；
2. 有4個操作按鍵：“選擇按鍵”，“+按鍵”，“-按鍵”，“開始按鍵”；
3. 初始狀態(tài)為：數(shù)值設(shè)定狀態(tài)，通過“選擇按鍵”來切換，調(diào)整分鐘或秒鐘，然后再通過“+按鍵”和“-按鍵”來設(shè)定數(shù)值的加減，秒鐘的設(shè)定范圍為0~59，分鐘的范圍為0~99，因此總的數(shù)值的設(shè)定范圍為00:00~99:59；
4. 啟動倒計時到數(shù)值為零后停止，并點亮一個紅燈表示計時結(jié)束；
5. 在計時過程中再次按下《開始按鍵》則進入暫停狀態(tài)，計數(shù)暫停，按下《開始按鍵》繼續(xù)

設(shè)計思路
需要設(shè)計一個脈沖發(fā)生器、4進制加法計數(shù)器、60和99進制計數(shù)器、60和100進制可逆計數(shù)器

可用分位的借位輸出端連接小燈實現(xiàn)要求4，通過控制時鐘來實現(xiàn)要求5

脈沖發(fā)生器（maich）的作用：
每當按下加（inc）或減（dec）便會產(chǎn)生一個脈沖，該脈沖作為可逆計數(shù)器的時鐘信號，同時還需要設(shè)立一個輸出x來判斷讓可逆計數(shù)器施行加法還是減法。例如：按下inc后產(chǎn)生一個脈沖作為時鐘信號，此時x為0讓后面的可逆計數(shù)器做加法；按下dec后同樣產(chǎn)生一個脈沖作為可逆計數(shù)器的時鐘信號，此時x為1，可逆計數(shù)器做減法。

4進制加法計數(shù)器的作用：
用來控制和判斷當前的工作狀態(tài)。前面的脈沖發(fā)生器每產(chǎn)生一個脈沖遍傳給計數(shù)器一個時鐘，當始終有效，使能端sel有效時該計數(shù)器將會加1.

初始狀態(tài)為0，此時輸出端的分使能端（enm）、秒使能端（ens）有效為1，分置數(shù)端（ldm）、秒置數(shù)端（lds）無效，讓兩計數(shù)器倒數(shù)計數(shù)

狀態(tài)1，輸出端的分使能端（enm）、秒使能端（ens）無效為0，分置數(shù)端（ldm）有效、秒置數(shù)端（lds）無效，將分預(yù)置數(shù)傳入分計數(shù)器

狀態(tài)2，輸出端的分使能端（enm）、秒使能端（ens）無效為0，分置數(shù)端（ldm）無效、秒置數(shù)端（lds）有效，將秒預(yù)置數(shù)傳入分計數(shù)器

狀態(tài)3，為空狀態(tài)，所以顯示的結(jié)果會與狀態(tài)2相同

60和100進制可逆計數(shù)器（coun_60x1和coun_99x1)的作用：
可逆計數(shù)器主要是用于對計數(shù)器進行預(yù)置數(shù)，將設(shè)置的開始倒數(shù)時間在計時器置數(shù)端有效的情況下傳給計數(shù)器，從設(shè)置的時間開始倒數(shù)計時。輸入x為0做加法，x為1做減法，所以每按一次加（inc）可逆計數(shù)器的值就加一；按一次（dec）可逆計數(shù)器的值就減一。60進制可逆計數(shù)器與100進制可逆計數(shù)器工作原理相同，只是所設(shè)置的值的上限不同。

60和99進制計數(shù)器（coun_60和coun_99)的作用：
計數(shù)器在時鐘有效到達上升沿時，若使能端有效、置數(shù)端無效，則進行正常倒數(shù)計數(shù)，若使能端無效、置數(shù)端有效，則停止倒數(shù)計數(shù)將可逆計數(shù)器中的預(yù)置數(shù)輸入到計數(shù)器內(nèi)，當再次回到使能端有效、置數(shù)端無效時，便從所設(shè)置的數(shù)開始倒數(shù)計數(shù)，當?shù)箶?shù)到00時便會有一個借位輸出秒計數(shù)器為co，分計數(shù)器為co1。

60進制計數(shù)器與100進制計數(shù)器的級聯(lián)：
因為60進制計數(shù)器是（00-59）代表秒位，99進制計數(shù)器（00-99）代表分位，所以每當秒計數(shù)器倒數(shù)到00時下一個狀態(tài)分計數(shù)器減一秒計數(shù)器回到59，因此將秒計數(shù)器的借位輸出端連在分計數(shù)器的使能端（該借位輸出不受時鐘控制，若受時鐘控制則分計數(shù)器將會比秒計數(shù)器慢一個時鐘信號才改變），只有在秒計數(shù)器倒數(shù)結(jié)束時分計數(shù)器才開始工作，每個循環(huán)依次往復(fù)。

2與門和1或門的作用：
enm與ens相與與輸出端start相連，可通過start來判斷此時是否在倒數(shù)計數(shù)狀態(tài)

2與門和1或門與時鐘信號相連相連是為了讓時鐘信號受到4進制加法計數(shù)器輸出端ens和enm的控制（當ens和enm無效時兩計數(shù)器的時鐘將無效從而實現(xiàn)暫停），因為在60和100進制計數(shù)器中為了讓借位輸出信號與分計數(shù)器變化同步，則需要先判斷借位輸出端。若始終不受4進制加法計數(shù)器輸出端ens和enm的控制，那么60和90進制計數(shù)器的時鐘信號將一直有效，將無法實現(xiàn)暫停功能

ID:1123225 · 發(fā)表于 2024-6-1 09:03

哇，太贊了。

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

VHDL語言的倒數(shù)計時器-具體思路

評分