计数器及数码显示综合设计.doc

北 华 航 天 工 业 学 院EDA技术综合设计课程设计报告报告题目：计数器与及数码显示综合设计作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 自动化 作者所在班级： B08221 作 者 姓 名 ： 李学谦 指导教师姓名： 崔瑞雪 完 成 时 间 ： 2010-12-2 内 容 摘 要（此部分不可以这样写）设计一个带使能输入、进位输出及同步清零的增一10进制计数器。设计一个带使能输入及同步清零的增一12进制计数器。设计一个带使能输入及同步清零的增一60进制同步加法器。设计一个4位二进制可逆计数器四个计数器在六位数码管上动态显示。通过加频率超过24赫兹的时钟和人类视觉暂留的效果来保证六个数码管的同时显示。通过硬件实验箱来下载程序到可编程逻辑器件上来实践软件的功能。关键词EDA、可编程逻辑器件、计数器、显示器目 录内容摘要-2课题设计任务书-4一、设计任务-5二、设计思路-5三、设计内容-5 1、10进制计数器-5 2、12进制计数器-6 3、60进制计数器-7 4、4位二进制可逆计数器-8 5、动态扫描电路-9 6、7段数码显示译码-10 7、例化语句-12 8、总体设计图-15四、引脚分布-16 五、心得体会-17 六、参考文献-17课程设计任务书课题名称计数器及数码显示综合设计完成时间2010-12-2指导教师崔瑞雪职称副教授学生姓名李学谦班 级B08221总体设计要求和技术要点1、 设计一个带使能输入、进位输出及同步清零的增一10进制计数器。2、 设计一个带使能输入及同步清零的增一12进制计数器。3、 设计一个带使能输入及同步清零的增一60进制同步加法器。4、 设计一个4位二进制可逆计数器。5、 设计一个共阴7段数码管控制接口 要求：在时钟信号控制下，使六位数码管动态刷新显示上述计数器的计数结果。工作内容及时间进度安排12周、13周 完成VHDL语言的程序编写14周 周一 上机调试14周 周二 程序下载、硬件调试及验收答辩课程设计成果1与设计内容对应的软件程序2课程设计报告书3成果使用说明书4设计工作量要求一、 设计任务 完成10进制计数器、12进制计数器、60进制计数器、4位二进制计数器的计数结果在六位数码管上的动态刷新显示。二、 设计思路1、 用VHDL语言编写符合要求的符合要求的10进制、12进制、60进制、4位二进制计数器，并仿真。形成4个元件。2、 用VHDL语言设计动态扫描电路以及7段数码显示译码电路。形成两个元件。3、 用例化语句完成以上6个元件的连接。三、 设计内容 1、10进制计数器程序 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JSQ10 IS PORT(CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC; C:OUT STD_LOGIC; Y:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); END JSQ10;ARCHITECTURE ONE OF JSQ10 IS BEGINPROCESS(RST,CLK)BEGINIF(EN=0) THEN NULL;ELSIF(CLKEVENT AND CLK=1)THENIF(RST=1)THENY=0000; ELSIF(Y=9)THEN Y=0000;ELSE Y=Y+1;END IF; END IF;END PROCESS; C=1WHEN(Y=9 AND EN=1) ELSE0;END ONE; 2、12进制计数器程序 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JSQ12 IS PORT( CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC; Y:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); END JSQ12;ARCHITECTURE ONE OF JSQ12 IS BEGINPROCESS(RST,CLK)BEGINIF(EN=0) THEN NULL;ELSIF(CLKEVENT AND CLK=1)THENIF(RST=1)THEN Y=0000;ELSIF(Y=11)THEN Y=0000;ELSE Y=Y+1;END IF; END IF;END PROCESS;END ONE;3、60进制计数器程序 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JSQ60 IS PORT( CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC; Y1,Y0:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); END JSQ60;ARCHITECTURE ONE OF JSQ60 IS BEGINPROCESS(RST,CLK,EN)BEGINIF(EN=0) THEN NULL;ELSIF(CLKEVENT AND CLK=1)THENIF(RST=1) THEN Y1=0000;Y0=0000;ELSIF(Y0=9) THEN Y0=0000; IF(Y1=5) THEN Y1=0000; ELSE Y1=Y1+1; END IF; ELSE Y0=Y0+1;END IF;END IF;END PROCESS;END ONE; 4、4位二进制可逆计数器程序 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY KN16 IS PORT( CLK,RST,EN,P_S:IN STD_LOGIC; DO_H,DO_L:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END KN16;ARCHITECTURE BEHAVE OF KN16 IS BEGINPROCESS(CLK,RST,EN) BEGIN IF (EN=0) THEN NULL; ELSIF(CLKEVENT AND CLK=1) THEN IF(RST=1) THEN DO_H=0000;DO_L=0000; ELSIF (P_S=1) THEN IF(DO_H=1 AND DO_L=5) THEN DO_H=0000;DO_L=0000; ELSIF (DO_L=9) THEN DO_L=0000;DO_H=DO_H+1; ELSE DO_L=DO_L+1; END IF; ELSIF (P_S=0) THEN IF(DO_H=0 AND DO_L=0) THEN DO_L=0101;DO_H=0001; ELSIF(DO_L=0) THEN DO_L=1001;DO_H=DO_H-1; ELSE DO_L=DO_L-1;DO_H=DO_H; END IF; END IF; END IF;END PROCESS;END BEHAVE; 5、动态扫描电路程序 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY SM IS PORT(CLK1,RST :IN STD_LOGIC; S1,S2,S3,S4,S5,S6:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DOUT :OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEL :BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0) ); END SM;ARCHITECTURE BH OF SM IS BEGIN PROCESS(CLK1,RST) BEGIN IF(RST=1) THEN SEL=000;ELSIF (CLK1EVENT AND CLK1=1) THEN IF(SEL=101) THEN SEL=000; ELSE SELDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTNULL;END CASE;END PROCESS;END BH; 6、7段译码数码显示 LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY YIMA ISPORT( I:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); O:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0) );END YIMA;ARCHITECTURE ABC OF YIMA ISBEGINWITH I SELECTOCLK0, RST=RST0, EN=EN0, Y=AA, C=CO);U2:JSQ12 PORT MAP( CLK=CLK0, RST=RST0, EN=EN0, Y=BB);U3:JSQ60 PORT MAP( CLK=CLK0, RST=RST0, EN=EN0, Y0=CC, Y1=DD);U4:KN16 PORT MAP( P_S=P_S, RST=RST0, EN=EN0, CLK=CLK0, DO_L=EE, DO_H=FF);U5:SM PORT MAP( CLK1=CLK1, RST=RST1, S1=AA, S2=BB, S3=CC, S4=DD, S5=EE, S6=FF, DOUT=GG, SEL=SEL);U6:YIMA PORT MAP( I=GG, O=O);END ONE;8、总体设计图四、引脚分布五、实验心得 通过这次课设我进一步掌握了MAX_II的使用方法更进一步体会到从软件到硬件所面临的问题。 我们分到的是计数器是动态刷新显示，从第一步写计数器的程序我们就遇到了很多困难由于我们组基本上没有人有电脑，所以只能通过上课上机的时候来验证程序的正误并改进。刚开始总是出现错误，在老师和同学的共同帮助下，终于完成了各个程序段的设计。 周一的时候进入硬件实验室下载程序，原本想象的很简单，应该下载下来就能用。不过事实并不是这样。整整尝试了一上午也没能成功。就是想不明白在电脑上一点错误都没有的程序想在硬件上实现也这么难。最终在我们的共同努力下完成了从软件到硬件的过程。充分体会到从软件到硬件的困难。通过批这次课设我也进一步明白了在一个课题设计的过程中团队合作的重要性。也感谢在课设过程中指导老师对我们的帮助。总的来说，我们这次课设是是成功的。我们也从中学习到了很多东西。小伙子，请你按格式重新写报告六、参考文献 EDA技术与实验 李国洪 胡辉 沈明山等编著指导教师评语及设计成绩 评 语 课程设计成绩： 指导教师： 日期： 年 月 日袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁