VHDL十六进制计数器

1、徐州工程学院信电工程学院可编程器件及应用实验课题名称 设计一个十六进制计数器姓 名王旭辉 20100504144 赵永发 20100504133谢臻 20010504121 杨红艳 20100504111学 号院、班 级10电信1班专 业电子信息科学与技术指导教师贾燕玲2013年 1月 2日一、 实验目的 1进一步了解VHDL设计方法2熟悉数码管和LED的显示二、 实验所用仪器及元器件1、 计算机2、 Quartus II 7.2 (32-Bit)软件3、 EP2C5实验箱三、 实验内容（1） 、设计一个十六进制计数器，用一个数码管、8个彩灯循环显示计数状态。（2） 、有清零信号控制，按下后从

2、零开始。四、 设计思路与过程根据实验要求，需要实现在拨码开关或者按键的控制下实现十六进制计数器。首先，确定输入输出变量：输入：拨码开关a：清零；时钟clk:：提供有效时钟沿；输出SEL-LED：8维向量b:连接8个发光二极管。输出 SEL-DATA ：8维向量c:连接数码管。 其次，确定电路工作状态因为要实现计数十六进制计数器，所以首先要实现在时钟控制下实现计数；还要考虑到清零信号；再次，实现对计术状态的表示；也就是让计数状态用数码管和LED显示出来。五、 VHDL程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNS

3、IGNED.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY count16 ISPORT(CLK5:IN STD_LOGIC;RST :IN STD_LOGIC;SEG_SEL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SEG_DA:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);LED :OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);ENDcount16;ARCHITECTURE BEHAVEOF count16 ISSIGNAL SHIFT_CNT,TEMP:STD_LOGIC_VECTOR(3

4、DOWNTO 0);SIGNAL CNT_VALUE:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK5)BEGIN IF RST='1' THEN TEMP <="0000"ELSIF CLK5'EVENT AND CLK5='1' THENIF TEMP="1111" THEN TEMP <="0000" ELSE TEMP<=TEMP+1; END IF;END IF;END PROCESS;SHIFT_CNT<=TEMP;

5、SEG_SEL<="000"PROCESS(SHIFT_CNT)BEGINCASE SHIFT_CNT ISWHEN "0000" => SEG_DA<=x"3F"LED<="00000001"WHEN "0001" => SEG_DA<=x"06"LED<="00000010"WHEN "0010" => SEG_DA<=x"5B"LED<="0

6、0000100"WHEN "0011" => SEG_DA<=x"4F"LED<="00001000"WHEN "0100" => SEG_DA<=x"66"LED<="00010000"WHEN "0101" => SEG_DA<=x"6D"LED<="00100000"WHEN "0110" => SEG_DA<=x&

7、quot;7D"LED<="01000000"WHEN "0111" => SEG_DA<=x"07"LED<="10000000"WHEN "1000" => SEG_DA<=x"7F"LED<="00000001"WHEN "1001" => SEG_DA<=x"6F"LED<="00000010"WHEN "10

8、10" => SEG_DA<=x"77"LED<="00000100"WHEN "1011" => SEG_DA<=x"7C"LED<="00001000"WHEN "1100" => SEG_DA<=x"39"LED<="00010000"WHEN "1101" => SEG_DA<=x"5E"LED<="

9、;00100000"WHEN "1110" => SEG_DA<=x"79"LED<="01000000"WHEN "1111" => SEG_DA<=x"71"LED<="10000000"END CASE;END PROCESS; END BEHAVE;6、 实验 QuarterII原理图：7、 实验过程1、 用Quartus II 7.2 打开已经写好的程序，编译，建立仿真文件，进行仿真。2、 打开计算机和EP2C5实验箱，

10、用串口线连接好，打开电源。3、 为输入输出分配好引脚：CLK5对应 PIN 145 RST 对应 PIN 43 SEG_SEL2 to 0对应 PIN 141 142 143 SEG_DATA7 to 0对应PIN 144 12 11 10 8 6 5 3 LED7 to 0对应PIN 34 33 31 30 15 14 134、 添加硬件，点击start；观察实验现象；仿真波形仿真分析：TEMP在时钟上升沿处计数，SEG_DATA7 to 0，LED7 to 0显示对应TEMP 的值：图中TEMP=0;SEG_DATA7 to 0=00111111；LED7 to 0=00000001；引脚

11、分配图- 5 -实验现象：八、故障及问题分析本次实验整体比较顺利，但仍旧出现了一个个问题：开始时引脚分配有问题，没有找到与EP2C5有关的引脚，后来找到了。其他未出现什么问题，顺利地完成了实验。九、总结和结论本学期EDA实验共完成了8次实验，分别完成了以下四项任务：Ø 对实验板的熟悉；Ø 对Quartus II 7.2 (32-Bit) 的初步认识，并熟悉掌握其图形编译功能；Ø 对Quartus II 7.2 (32-Bit)的进一步了解，初步结识VHDL语言，并用其实现了简单的计数器和译码器的功能，为最后一次实验打下基础；Ø 进一步熟悉VHDL语言，并

12、用其实现实际电路设计；纵观四次实验，让我感触颇深的就是，预习对实验的重要性。QuarterII对我们来说是一个全新的东西，一切操作都得从头来学，好在它的界面友善，操作简单易懂，只是在编写VHDL程序的时候，需要事先学习其语言习惯。如果预习充分，就能很顺利地完成实验任务，还留有时间思考其它问题，完成额外的题目。实验要想仿真并下载成功，需要注意的细节很多，如，引脚设置、输入变量的周期设置等。在第三次实验时，我犯了个小错误锁定引脚后没有让程序再运行compilation一遍，导致的结果就是，仿真完全正确，但下载到实验板上怎么就不能正确工作，白白耽误了很长时间。所以按部就班的操作是很必要的。实验中还有一些细节，在预习时并未注意，只有去实验室实际操作时才发现。如第三次实验实现7段数码译码器并用数码显示管显示时，预习时，并不知道，通过用一个八维向量c来控制8个数码显示管亮的管子的数量；再如第四次实验，预习的时候并不知道，板子上提供的时钟是5