FPGA数字跑表.doc

精品文档电子信息工程专业FPGA与ASIC设计实践教程设计报告班级：电子信息工程1303班学号：201315110 姓名: 田佳鑫 日期：2015年11月4日 指导老师：何英昊 目录1系统总体方案及硬件设计.3 1.1设计内容.3 1.2 设计要求.3 1.3 实现要求.32各模块设计及电路图.3 2.1设计项目简介.3 2.2分块设计代码.4 2.3总体框图设计.7 2.4管脚锁定图.83课程设计体会.81系统总体方案及硬件设计1.1 设计内容 数字跑表电路1.2设计要求(1)跑表的计时范围为0.0159min59.99s。(2)具有异步清零、启动。计时和暂停功能。(3)输入时钟频率为100Hz。(4)要求数字跑表的输出能够直接驱动共阴极7段数码管。1.3 实现要求 (1)分析功能要求,划分功能模块。 (2)编写各模块的Verilog HDL语言设计程序。 (3)在Quartus软件或其他EDA软件上完成设计和仿真。 (4)根据实验装置上的CPLD/FPGA芯片，在适配时选择相应的芯片，将设计生 成配置文件或JEDEC文件，然后将配置文件或JEDEC文件下载到实验装置上运行，操作实验装置上设定的功能开关，验证设计功能。2各模块设计及电路图2.1 设计项目简介 主控模块分别连接6个数码管显示模块和分频模块，分频模块给主控模块的计数器提供时钟源，主控模块在按键的控制下，在其中计数器的作用下输出给数码管显示装置，实现跑表功能。分频器计数器振荡器显示控制按键2.2分块设计代码（1）分频模块：module fenpin(CLK,CLK2); /输入50MHz，输出分频到1Hzinput CLK;output CLK2;reg CLK2;reg31:0 counter2; parameter N2=5000000; always(posedge CLK)beginif(counter2=250000)begin counter2=0; CLK2=CLK2; end else counter2=counter2+1;endendmodule（2）控制模块：module sz(clk,clr,pause,msh,msl,sh,sl,mh,ml);inputclk,clr;input pause;output3:0msh,msl,sh,sl,mh,ml;reg3:0msh,msl,sh,sl,mh,ml;reg cn1,cn2;always(posedgeclk or posedgeclr)beginif(clr)beginmsh,msl=8h00;cn1=0;endelseif(!pause)beginif(msl=9)beginmsl=0;if(msh=9)beginmsh=0;cn1=1;endelsemsh=msh+1;endelsebeginmsl=msl+1;cn1=0;endendendalways(posedge cn1 or posedgeclr)beginif(clr)beginsh,sl=8h00;cn2=0;endelseif(sl=9)beginsl=0;if(sh=5)beginsh=0;cn2=1;endelsesh=sh+1;endelsebeginsl=sl+1;cn2=0;endendalways(posedge cn2 or posedgeclr)beginif(clr)beginmh,ml=8h00;endelseif(ml=9)beginml=0;if(mh=5)mh=0;elsemh=mh+1;endelseml=ml+1;endendmodule（3）显示模块：module XS7D(DIN,DOUT);input 3:0DIN;output 6:0DOUT;reg 6:0DOUT;always (DIN)begincase(DIN)0:DOUT=b1000000;1:DOUT=b1111001;2:DOUT=b0100100;3:DOUT=b0110000;4:DOUT=b0011001;5:DOUT=b0010010;6:DOUT=b0000010;7:DOUT=b1111000;8:DOUT=b0000000;9:DOUT=b0010000;10:DOUT=b0001000;11:DOUT=b0000011;12:DOUT=b1000110;13:DOUT=b0100001;14:DOUT=b0000110;15:DOUT=b0001110;endcaseendendmodule2.3总体框图设计2.4管脚锁定图三、课程设计体会 FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。通过学习制作数字跑表，我对于可编程逻辑器件有了更加深刻地体会。这次实验设计，我的分频模块和显示模块都令我特别头疼，但是在认真的学习过后，我认识到了一些错误和漏洞，我正确的改正了由于分频过快导致的秒表不准。改正之后，我的数码管却无法显示数字，通过我认真的研究，我发现数码管共阴极和数码管共阳极的概念