基于计数器的数字系统设计方法

1、(CDC-IUGREE)5-24-99数字钟的实现数字钟的实现 完整版完整版秒计数器（60进制）译码器1Hz12MHZ停止复位分计数器（60进制）时计数器（24进制）译码器译码器秒个位秒十位分个位分十位时个位时十位分频器(CDC-IUGREE)5-24-99基于基于FPGAFPGA的交通灯设计的交通灯设计计数器器译码器数码管LED clkFPGA分频器复位暂停时钟源(CDC-IUGREE)5-24-99基于基于CPLDCPLD的交通灯设计的交通灯设计时间时间t东西方向东西方向南北方向南北方向红红绿绿黄黄时间时间红红绿绿黄黄时间时间状态状态102425-t28-t状态状态2252728-t28-

2、t状态状态3284751-t48-t状态状态4485051-t51-t(CDC-IUGREE)5-24-99硬件电子琴硬件电子琴音乐的基本组成要素之音乐的基本组成要素之一为音符，即某些固定一为音符，即某些固定频率的声音，具体见音频率的声音，具体见音阶频率表阶频率表要使蜂鸣器发出某频率要使蜂鸣器发出某频率的声音，需要从的声音，需要从P16输输入该频率的方波入该频率的方波如何根据外界输入如何根据外界输入(按键按键)来产生音符频率？来产生音符频率？(CDC-IUGREE)5-24-99音阶频率表音阶频率表 (CDC-IUGREE)5-24-99数控分频器数控分频器CLK计数器countclk_out

3、DD触发器cout2)(DNffclkinclkout(CDC-IUGREE)5-24-99例：例：已知一已知一11位数控分频器的输入时钟是位数控分频器的输入时钟是1MHz，要产，要产生音阶频率生音阶频率 中音中音 DO，输入，输入D是多少？是多少？式中：式中：fclkin = 1M fclkout = 523故而：故而：D = 10922)(DNffclkinclkout(CDC-IUGREE)5-24-99硬件电子琴电路硬件电子琴电路译码器D按键数控分频器spkoutclk1Mhz分频器clk50Mhz(CDC-IUGREE)5-24-99乐曲演奏乐曲演奏乐曲的基本要素是音符和节拍乐曲的基

4、本要素是音符和节拍设计方法：计数器设计方法：计数器+译码器译码器(CDC-IUGREE)5-24-99乐曲演奏电路乐曲演奏电路1 1译码器D乐谱表数控分频器spkoutclk1Mhz分频器clk50Mhz分频器(CDC-IUGREE)5-24-99乐曲演奏电路乐曲演奏电路2 2DACLPF计数器正弦表 相位译码器M乐谱表spkoutclk1Mhz分频器clk50Mhz分频器(CDC-IUGREE)5-24-99NOTE TABNOTE TAB的实现的实现计数器计数器 + 译码器译码器计数器计数器 + ROM(CDC-IUGREE)5-24-99基于基于FPGAFPGA的正弦信号发生器设计的正弦

5、信号发生器设计 第一步：画出一组等距变化的相位第一步：画出一组等距变化的相位 第二步：根据相位得出对应的第二步：根据相位得出对应的sin函数值函数值 第三步：平滑该信号第三步：平滑该信号计数器计数器译码器译码器+DA+DA滤波器滤波器启发：手工画正弦曲线启发：手工画正弦曲线(CDC-IUGREE)5-24-99正弦信号发生器的硬件组成正弦信号发生器的硬件组成t tSin(t)Sin(t)t tSin(t)Sin(t)正弦信号正弦信号指标分析指标分析与讨论：与讨论： 幅度幅度 ： 相位相位 ： 频率：频率：nffclksin正弦表、正弦表、DADA和模拟电路决定和模拟电路决定计数器的初始值计数器

6、的初始值DA C低 通 滤波 器 clkFPG A计 数 器时 钟 源正 弦 表 相 位(CDC-IUGREE)5-24-99正弦信号发生器正弦信号发生器t tSin(t)Sin(t)(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例图图7-1 7-1 正弦信号发生器结构框图正弦信号发生器结构框图(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例图图7-2 7-2 将波

7、形数据填入将波形数据填入mifmif文件表中文件表中(CDC-IUGREE)5-24-992 2建立建立.hex.hex格式文件格式文件图图7-3 ASM7-3 ASM格式建格式建hexhex文件文件(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例7.2.2 7.2.2 定制初始化数据文件定制初始化数据文件图图7-4 7-4 sdata.hexsdata.hex文件的放置路径文件的放置路径(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例(CDC-

8、IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-99(CDC-IUGREE)5-24-997.2.4 7.2.4 完成顶层设计完成顶层设计(CDC-IUGREE)5-24-997.2 7.2 宏模块应用实例宏模块应用实例(CDC-IUGREE)5-24-99基于基于CPLDCPLD的交通灯设计的交通灯设计设计一个十字路口的红绿黄交通灯，要求：设计一个十字路口的红绿黄交通灯，要求：-用六盏LED

9、灯表示东西方向和南北方向的红绿黄交通灯；-东西方向绿灯25秒，红灯23秒，黄灯3秒，在数码管上显示当前状态剩余时间；-复位后从东西方向绿灯开始(CDC-IUGREE)5-24-99分组分组5人人1组组题目：题目：-DDS信号源 -LCD显示数字钟-FSK 编码器和译码器的设计-基于CPLD的智能小车-基于FPGA的数字摄像头考核形式，答辩考核形式，答辩(CDC-IUGREE)5-24-99英国小混混马特洛克，每天酗英国小混混马特洛克，每天酗酒斗殴，老师说：这孩子以后酒斗殴，老师说：这孩子以后铁定进监狱。于是他去了美国铁定进监狱。于是他去了美国， 做了赏金猎人。这是美国的做了赏金猎人。这是美国的特殊行业，许多嫌疑犯无钱交特殊行业，许多嫌疑犯无钱交保假释