脉冲按键电话显示器

1、课 程 设 计课 程 EDA技术课程设计 题 目 脉冲按键电话显示器 院 系 专业班级 学生学号 指导教师 2012年 3 月2日课程设计任务书一、总体设计思想1.基本原理EDA技术就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动的完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。在本次课程设计中是用VHDL语言实现一个能准确地反映按键数字、具有8位显示的电话按键显示器。摘机时开始工作，显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前输入位；设置一个“重拨”键，按下此键能显示最

2、后一次输入的电话号码；挂机2秒后或按熄灭键，熄灭显示器显示。2.设计框图数 字键 入控制电路1译码显示电 路脉 冲 显 示电 路控制电路2移位寄存器计时电路译码器显示电路图1 脉冲按键电话显示器总体设计方案二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路本文设计的脉冲按键电话显示器由五个模块组成：按键电路、译码器、移位寄存、锁存器和数码管显示电路，其中移位寄存、锁存器和数码管译码显示电路为系统的主要组成部分。图2 总体设计电路模块2、模块设计和相应模块程序2.1顶层文件按键电路模块。提供“0”到“9”数字按键的输入，同时设置有拨号键，清除键，挂机键和重拨键。(1) 顶层文件程序模块程序：LIBRARY

3、IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY UP_KEY IS PORT(DIN1:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC; SEG71:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF UP_

4、KEY IS COMPONENT SHOW IS PORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC;SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END COMPONENT;COMPONENT TRA IS PORT(BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 D

5、OWNTO 0);END COMPONENT;SIGNAL SET_1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN U1:SHOW PORT MAP( DIN1,CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL,KEYOUT,SET_1,SEG8); U2:TRA PORT MAP(SET_1,SEG71);END ARCHITECTURE ONE;(2) 各端口说明分别为：输入： 输出：DIN190：09十个数字键； KEYOUT：可输入数字指示灯；CLK1：时钟脉冲； SEG7160：8位数码管； CLEAR：删除键； SEG320：数码管的七段；DIAL：拨号键；

6、RE_DAIL：重拨键2.2 BCD译码模块译码器有两个功能。第一，把输入的一位键值转换成四位BCD码；第二，把4位二进制码译成相应的数码管输出显示码。(1) BCD译码子程序模块程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY TRA IS PORT( BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF TRA IS

7、BEGIN PROCESS(BCD1)IS BEGIN CASE BCD1 IS WHEN "0000"=>SEG7<="0111111" WHEN "0001"=>SEG7<="0000110" WHEN "0010"=>SEG7<="1011011" WHEN "0011"=>SEG7<="1001111" WHEN "0100"=>SEG7<=&quo

8、t;1100110" WHEN "0101"=>SEG7<="1101101" WHEN "0110"=>SEG7<="1111101" WHEN "0111"=>SEG7<="0000111" WHEN "1000"=>SEG7<="1111111" WHEN "1001"=>SEG7<="1101111" WHEN OTHE

9、RS=>SEG7<="0000000" END CASE; END PROCESS;END ARCHITECTURE;(2) BCD译码模块电路图3 BCD译码程序模块电路各端口说明分别为：输入： 输出：BCD130：4位BCD码； 数码管的七段显示2.3键值显示模块数码管显示用于将设置好的每个按键的键值在数码管上显示出来。由于实验过程中需要使用8个数码管，因此数码管显示模块必须加上数码管片选及移位得程序，从而实现数据输入以后从低位向高位移动、显示。(1) 键值显示子程序模块程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

10、USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY SHOW IS PORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC; KEYOUT:OUT STD_LOGIC; SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF SHOW ISSUBTYPE TEN IS STD_LOGIC_VECTOR(3 DOW

11、NTO 0);SIGNAL BCD :TEN;TYPE NUMBER1 IS ARRAY(7 DOWNTO 0) OF STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL NUMBER : NUMBER1;SIGNAL KEY,KEY1,CLK1,DIAL1,RE_DIAL1:STD_LOGIC;SIGNAL COUNT:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT2:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL DIN1:

12、STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);SIGNAL LOCK: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGIN PROCESS(CLK)IS BEGIN IF RISING_EDGE(CLK) THEN COUNT1<=COUNT1+1; END IF; END PROCESS; CLK1<='0' WHEN COUNT1<"1100" ELSE '1' PROCESS(CLK1)ISBEGIN IF RISING_EDGE(CLK1) THEN DIN1(9 DOWNTO 0)&

13、lt;=DIN(9 DOWNTO 0); DIAL1<=DIAL; RE_DIAL1<=RE_DIAL; END IF; END PROCESS; KEY<=(DIN1(0) OR DIN1(1) OR DIN1(2) OR DIN1(3) OR DIN1(4) OR DIN1(5) OR DIN(6) OR DIN1(7) OR DIN1(8) OR DIN1(9); PROCESS(CLK1)ISBEGIN IF FALLING_EDGE(CLK1) THEN IF COUNT2="100" THEN IF CLEAR='0'AND R

14、E_DIAL='0' THEN KEY1<=KEY; ELSIF CLEAR ='1' AND RE_DIAL='0' THEN KEY1<=CLK; ELSE KEY1<=RE_DIAL1; END IF; COUNT2<="000" ELSE COUNT2<=COUNT2+1; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(DIN1)ISBEGIN IF DIN1(6)='1' THEN BCD<="0110" ELSIF

15、DIN1(1)='1' THEN BCD<="0001" ELSIF DIN1(2)='1' THEN BCD<="0010" ELSIF DIN1(3)='1' THEN BCD<="0011" ELSIF DIN1(4)='1' THEN BCD<="0100" ELSIF DIN1(5)='1' THEN BCD<="0101" ELSIF DIN1(0)='1'

16、THEN BCD<="0000" ELSIF DIN1(7)='1' THEN BCD<="0111" ELSIF DIN1(8)='1' THEN BCD<="1000" ELSIF DIN1(9)='1' THEN BCD<="1001" ELSE BCD<="0000" END IF; END PROCESS; KEYOUT<=KEY1; PROCESS(KEY1)IS BEGIN IF RISING_ED

17、GE(KEY1) THEN IF CLEAR='0' AND RE_DIAL1='0' THEN NUMBER(7)<=NUMBER(6); NUMBER(6)<=NUMBER(5); NUMBER(5)<=NUMBER(4); NUMBER(4)<=NUMBER(3); NUMBER(3)<=NUMBER(2); NUMBER(2)<=NUMBER(1); NUMBER(1)<=NUMBER(0); NUMBER(0)<=BCD; ELSIF CLEAR='1' AND RE_DIAL1='

18、;0' THEN NUMBER(0)<=NUMBER(1); NUMBER(1)<=NUMBER(2); NUMBER(2)<=NUMBER(3); NUMBER(3)<=NUMBER(4); NUMBER(4)<=NUMBER(5); NUMBER(5)<=NUMBER(6); NUMBER(6)<= NUMBER(7); NUMBER(7)<="1111" ELSE NUMBER(7)<= LOCK(31 DOWNTO 28); NUMBER(6)<= LOCK(27 DOWNTO 24); NUMBE

19、R(5)<= LOCK(23 DOWNTO 20); NUMBER(4)<= LOCK(19 DOWNTO 16); NUMBER(3)<= LOCK(15 DOWNTO 12); NUMBER(2)<= LOCK(11 DOWNTO 8); NUMBER(1)<= LOCK(7 DOWNTO 4); NUMBER(0)<= LOCK(3 DOWNTO 0); END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(CLK)IS BEGIN IF RISING_EDGE(CLK) THEN COUNT<=COUNT+1; END IF

20、; END PROCESS; PROCESS(COUNT)IS BEGIN CASE COUNT IS WHEN "0001"=>SET<=NUMBER(7);SEG8<="00000001" WHEN "0011"=>SET<=NUMBER(6);SEG8<="00000010" WHEN "0101"=>SET<=NUMBER(5);SEG8<="00000100" WHEN "0111"=>

21、SET<=NUMBER(4);SEG8<="00001000" WHEN "1001"=>SET<=NUMBER(3);SEG8<="00010000" WHEN "1011"=>SET<=NUMBER(2);SEG8<="00100000" WHEN "1101"=>SET<=NUMBER(1);SEG8<="01000000" WHEN "1111"=>SET&

22、lt;=NUMBER(4);SEG8<="10000000" WHEN OTHERS=>NULL; END CASE; END PROCESS; PROCESS(DIAL1)IS BEGIN IF RISING_EDGE(DIAL1) THEN LOCK(31 DOWNTO 28)<=NUMBER(7); LOCK(27 DOWNTO 24)<=NUMBER(6); LOCK(23 DOWNTO 20)<=NUMBER(5); LOCK(19 DOWNTO 16)<=NUMBER(4); LOCK(15 DOWNTO 12)<=NU

23、MBER(3); LOCK(11 DOWNTO 8)<=NUMBER(2); LOCK(7 DOWNTO 4)<=NUMBER(1); LOCK(3 DOWNTO 0)<=NUMBER(0); END IF; END PROCESS;END ARCHITECTURE;(2) 键值显示模块图4按键显示控制框图各端口说明分别为：输入： 输出：DIN 90：09十个数字键； KEYOUT：可输入数字指示灯；CLK：时钟脉冲； SET30：键值的BCD码 CLEAR：删除键； SEG320：数码管的七段；DIAL：拨号键；RE_DAIL：重拨键3、仿真及仿真结果分析图5 仿真图4、实验调试结果将程序下载进行硬件测试。在Quartus开发环境中进行管脚锁定，连接好数码管驱动电路，然后将目标文件下载到器件中。最终可以看到按键正常显示、“重拨”键功能正常、达到设计要求。三、结论及心得体会通过本次课程设计，让我在以前所学知识的基础上，更加了解了对EDA语言编程的认识，不仅强化了以前所学过的知识，并且学到了许多书本上