简易数字跑表设计

1、西安邮电大学数字控制系统课程设计报告书院(系)名称：自动化学院学生姓名：自动化专业名称：自动11032014年9月1日至2014年9月12日乘法器设计一、设计要求:计时精度10ms,计时范围59.99秒。(1) 对单人计时，能实现暂停、显示及清零功能，在数码管上实时显示，设置启动/暂停、清零按键;(2) 对多个人同时计时，在数码管上实时显示，并能回显出六个时间。可控制显示，设置清零、取时按键;(3) 采用状态机设计;(4) 百分秒在数码管上实时显示，秒利用多个数码管显示BCD值。二、设计过程:1. 方案设计:1) 画状态图：按键状态输出复位： 00开始： S0清 零： z=0;启/ 停：01计

2、数：S1不清零： z=1;存/ 回显：10暂停： S2存/ 回显： S32)写程序：在一个 module 模块里，有多个 always 块； 有分频、计数、存储、输出等模块； 测试模块的输入输出与源程序的输入输出相反；2. 系统仿真：Verilog 仿真所需仿真环境： modelsim3. 管脚配置：1.四、软件设计 ：源程序秒高，秒module paobiao(clk,rst,pause,save,mg,md,bg,bd);/低，百分秒高，百分秒低input clk,rst,pause,save;output reg 3:0 mg,md,bg,bd;reg 15:0 zd,zz,zg;/中间

3、变量reg 17:0 count1;reg clk1;/100msreg pause_temp,save_temp;/ 取上升沿reg 13:0 count2,reg0,reg1,reg2,reg3,reg4,reg5;reg 2:0 count3;/reg 1:0 state,next_state;reg cn1;parameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b11;/ 分频always (posedge clk or negedge rst)begin if(!rst) count1<=0;else if(count1=200000) co

4、unt1<=0;/200000 else count1<=count1+1;end always (posedge clk ) begin if(!rst) clk1<=0;else if(count1=99999) clk1<=clk1;/99999else clk1<=clk1;end/ 总计时always (negedge clk1 or negedge rst)/clk1begin if(!rst) count2<=0;else if(state=S1) count2<=count2+1;/ else if(state=S2) count2&l

5、t;=count2;else count2<=count2;end/ 存储个数计数always (negedge rst or negedge save)begin if(!rst) count3<=0;else if (next_state=S1) count3<=count3+1;else if (next_state=S2) count3<=count3-1;else count3<=count3;end/ 毫秒低位显示结果always (negedge rst or posedge clk)begin if(!rst) bd<=0;else if(s

6、tate=S1) bd<=count2%10;else if(state=S2) begin case (count3)3'b000:bd<=reg0%10;3'b001:bd<=reg1%10;3'b010:bd<=reg2%10;3'b011:bd<=reg3%10;3'b100:bd<=reg4%10;3'b101:bd<=reg5%10;default:bd<=reg0%10;endcaseendelsebd<=bd;end/ 毫秒高位显示结果always (negedge rst o

7、r posedge clk)begin if(!rst) bg<=0;else if(state=S1) bg<=(count2/10)%10;else if(state=S2) begin case (count3)3'b000:bg<=(reg0/10)%10;3'b001:bg<=(reg1/10)%10;3'b010:bg<=(reg2/10)%10;3'b011:bg<=(reg3/10)%10;3'b100:bg<=(reg4/10)%10;3'b101:bg<=(reg5/10)%10

8、;default:bg<=(reg0/10)%10;endcaseelseend bg<=bg;end/ 秒位显示结果always (negedge rst or posedge clk)begin if(!rst) md<=0;else if(state=S1) md<=(count2/100)%10;else if(state=S2)begincase (count3)3'b000:md<=(reg0/100)%10;3'b001:md<=(reg1/100)%10;3'b010:md<=(reg2/100)%10;3

9、9;b011:md<=(reg3/100)%10;3'b100:md<=(reg4/100)%10;3'b101:md<=(reg5/100)%10;default:md<=(reg0/100)%10;endcase endelse md<=md;end/ 十秒位显示结果always (negedge rst or posedge clk)begin if(!rst) mg<=0;else if(state=S1) mg<=(count2/1000)%10;else if(state=S2)begincase (count3)3'

10、;b000:mg<=(reg0/100)%10;3'b001:mg<=(reg1/100)%10;3'b010:mg<=(reg2/100)%10;3'b011:mg<=(reg3/100)%10;3'b100:mg<=(reg4/100)%10;3'b101:mg<=(reg5/100)%10;default:mg<=(reg0/100)%10;endcaseendelse mg<=mg;endalways (negedge rst or posedge clk)/ 定义当前状态begin if(!rst

11、) state<=S0;/异步复位， S0 为初始状态else state<=next_state;end/ 状态转移always (state or pause or pause_temp )begincase (state)S0:begin if(pause=0&&pause_temp=1)next_state<=S1;else next_state<=S0;endS1:begin if(pause=0&&pause_temp=1) next_state<=S2;else next_state<=S1;endS2:begi

12、n if(pause=0&&pause_temp=1) next_state<=S1;else next_state<=S2;enddefault:next_state<=S0;endcaseend/ 存数always(negedge rst or negedge save )begin if(!rst) beginreg0<=0; reg1<=0; reg2<=0; reg3<=0;reg4<=0;reg5<=0;endelsebegin if(count3=0) reg0<=count2;else if(count

13、3=1) reg1<=count2;else if(count3=2) reg2<=count2;else if(count3=3) reg3<=count2;else if(count3=4) reg4<=count2;else if(count3=5) reg5<=count2;else begin reg0<=0;reg1<=0;reg2<=0;reg3<=0;reg4<=0;reg5<=0;endendend/ 取启停键上升沿always (posedge clk )begin if(!rst) pause_temp&l

14、t;=0;else pause_temp<=pause;end/ 取保存翻看上升沿always (posedge clk )begin if(!rst) save_temp<=0;else save_temp<=save;end endmodule 2. 测试程序module paobiao_tp;reg clk,rst,pause,save;wire3:0 mg,md,bg,bd;parameter DELY=10;paobiao u1(clk,rst,pause,save,mg,md,bg,bd);always #(DELY/2) clk=clk;initialbegin clk=0;pause=0;save=0;rst=0;#DELY rst=1;save=0;pause=0;#DELY pause=1;#DELY pause=0;#DELY save=1;endendmodule五、实验结果1. 仿真图像2. 硬件电路显示 六、个人完成工作及心得体会我们组设计的是数字跑表， 我负责画状态图和系统程序和仿真。画状态图时由于对状态机理解不到位， 画的状态图有点问题， 后来经 老师指导改正了； 我负责写仿真测试程序， 这需要对源程序的输入输