EDA秒表设计 实验报告

EDA课程设计报告——基于VHDL语言的秒表设计课程名称：EDA技术院系：地球物理及信息工程学院专业班级：电子信息工程08级2班学生姓名：学号：指导老师：完成时间：2011年5月18日秒表设计设计要求利用EDA实验箱，通过VHDL语言进行编程，设计一个简单的秒表，并用EDA实验箱进行实现，具体设计要求如下：（1）有使能、暂停、继续、秒表计数功能；（2）带有异步复位功能；（3）显示分、秒信息，若需要，显示秒表信息。设计的作用、目的在本次设计中，可以简单的了解EDA技术的应用以及VHDL语言编写的方法。通过设计一个秒表，可以掌握用VHDL设计多位加法计数器的方法，尤其是调整时钟使得每过一秒就改变一个数，达到设计的要求。设计的具体实现1.系统概述本次系统设计主要分三个部分，一是通过VHDL语言设计一个八位的加法计数器，来实现秒表的计时功能；二是通过调整时钟使秒表计数为每秒改变一个数；三是加入一些控制按键，实现使能、暂停、继续等功能。2.程序具体设计秒表显示共有6位，两位显示分，两位显示秒，十分秒和百分秒各一位。设计时使用一个计数器，随着时钟上升沿的到来循环计数，每计数一次，百分秒位加一，通过百分秒位满十进位来控制十分位的计数，十分位满十进位，依次类推，实现秒表计数。为实现秒位的计时精确，百秒位必须以0.01秒的时间间隔计数，即时钟的频率是100Hz。为此，本设计采用3MHz的时钟频率通过分频得到100Hz的时钟频率，再送给控制时钟以得到比较精确的CLK信号。具体程序设计见附录。引脚定义如下：其中，时钟信号CLK为3MHz的时钟频率，分频后得到的时钟为CLK2，输出引脚CLK2和输入引脚CLK2在外部相连，实现将分频后的时钟送入。3．调试应用MAX+plusII软件编译调试实验控制程序,仿真运行结果如下：（1）给时钟后，实现开始功能：开始键按下（STA=‘1’）后，秒表计数开始。（2）给时钟后，实现暂停功能：从上图可以看出暂停键按下后（POS=‘1’），输出（CQ）保持不变,直到暂停键再次按下（POS=‘0’），输出才继续计数，从而实现了暂停的功能。（3）给时钟后，实现复位功能：从上图可以看出复位键按下后（RST=‘1’），输出（CQ）全部变为复位状态（0）,直到复位键再次按下（RST=‘0’），输出才继续计数，从而实现了复位的功能。（4）给时钟后，实现停止的功能：从上图可以看出停止键按下后（STO=‘1’），输出（CQ）全部保持当前状态不变,直到停止键再次按下（STO=‘0’），输出才从全零状态继续计数，从而实现了停止的功能。（5）综合功能的实现：4．系统调试中出现的问题在初次系统调试的过程中，由于实验箱上并没有时钟满足运行时是一秒计一个数，所以无法实现秒表的功能。后来通过在程序中加入一个时钟分频的进程，利用实验箱上现有的时钟再得到一个新的时钟，实现了秒表的计时功能。四．心得体会通过本次EDA的实验，进一步了解了VHDL语言的特点，了解了硬件描述语言的编程思想、编程规范，在一定程度上提高了实际编程能力。附录

运行程序如下：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYMIAOBIAOISPORT(CLK,CLK1,STA,POS,STO,RST:INSTD_LOGIC;CQ1,CQ2,CQ3,CQ4,CQ5,CQ6:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);CLK2:OUTSTD_LOGIC);ENDMIAOBIAO;ARCHITECTUREBEHAVOFMIAOBIAOISBEGINPROCESS(CLK)--由频率为3MHz的时钟产生频率为100Hz的时钟VARIABLENUM:INTEGERRANGEVARIABLEQ:STD_LOGIC;BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFNUM=15000THENNUM:=0;Q:=NOTQ;--计数器每计数15000，时钟改变电平--值ELSENUM:=NUM+1;ENDIF;ENDIF;CLK2<=Q;ENDPROCESS;PROCESS(CLK1,STA,POS,STO,RST)VARIABLECQI1:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);VARIABLECQI2:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);VARIABLECQI3:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);VARIABLECQI4:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);VARIABLECQI5:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);VARIABLECQI6:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);BEGINIFSTO='1'THENCQI1:=(OTHERS=>'0');CQI2:=(OTHERS=>'0');CQI3:=(OTHERS=>'0');CQI4:=(OTHERS=>'0');CQI5:=(OTHERS=>'0');CQI6:=(OTHERS=>'0');ELSIFCLK1'EVENTANDCLK1='1'THENIFSTA='1'THENIFRST='0'THENIFPOS='0'THENIFCQI1="1001"THENCQI1:=(OTHERS=>'0');--百分秒位满十进--位IFCQI2="1001"THENCQI2:=(OTHERS=>'0');--十分秒位满十进--位IFCQI3="1001"THENCQI3:=(OTHERS=>'0');--秒位满十进位IFCQI4="0101"THENCQI4:=(OTHERS=>'0');--十秒位满六进位IFCQI5="1001"THENCQI5:=(OTHERS=>'0');--分位满十进位IFCQI6="0101"THENCQI6:=(OTHERS=>'0');--十分位满六进位ELSECQI6:=CQI6+1;ENDIF;ELSECQI5:=CQI5+1;ENDIF;ELSECQI4:=CQI4+1;ENDIF;ELSECQI3:=CQI3+1;ENDIF;ELSECQI2:=CQI2+1;ENDIF;ELSECQI1:=CQI1+1;ENDIF;ENDIF;ENDIF;ENDIF;IFRST='1'THENCQI1:=(OTHERS=>'0');CQI2:=(OTHERS=>'0');CQI3:=(OTHERS=>'0');CQI4:=(OT