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工学院专业班级 13 通信 学生姓名胡潇予学生学号 201301031040 指导教师杨永福2016 年 6 月 10 日课程设计任务书课程 EDA 技术课程设计题目 脉冲按键显示器专业 通信工程 胡潇予 学号 0 主要容、基本要求、主要参考资料等主要容：设计一个准确地反映按键数字具有 8位显示的按键显示器，该显示器要求具有重拨的功能，当按下重 拨键时，能够显示最后一次输入的。基本要求：1、设计一个具有 8位显示的按键显示器；2、能准确地反映按键数字；3、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；4、设置一个 “

2、重拨 ”键，按下此键，能显示最后一次输入的；5、挂机 2秒后或按熄灭按键，熄灭显示器显示。主要参考资料：1 松著.EDA技术实用教程 （第二版 ）. ：科学 ,2005.2 康华光主编 .电子技术基础 模拟部分 . ：高教 ,2006.3 阎石主编 .数字电子技术基础 . ：高教 ,2003.完成期限 2016.6.10指导教师永福专业负责人永福2016年 6月 10日一、总体设计思想1.基本原理本题目是用 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

3、显示最后一次输 入的；挂机 2秒后或按熄灭键，熄灭显示器显示。脉冲按键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。（1）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。（2）译码电路模块。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，把四位二进制码译成相应的数码管输出显示码。（3）移位寄存器、 锁存模块。移位寄存器分为三个部分。 当按下拨号键时， 数字按键值依次由数码管的低位向高位移动，同时送入锁存器中；当按下删除 键时，键值

4、由高位向低位移除， 高位数码管熄灭； 当按下重拨键时， 锁存器中 存 储的键值输入到移位寄存器中，并通过数码管显示出来。（4）数码管显示模块。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。2.设计框图图 1 整体设计框图、设计步骤和调试过程1、总体设计电路图 2 总体设计电路2、模块设计和相应模块程序(1) 顶层文件程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIG

5、NED.ALL;ENTITY UPKEY ISPORT(DIN1:IN STD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO 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 UPKEY ISCOMPONENT SHOW ISPORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);CLK,

6、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 ISPORT(BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);END COMPONENT;SIGNAL SET_1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINU

7、1:SHOWP ORTM AP(D IN1,CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL,KEYOUT,SET_1,SEG8);U2:TRA PORT MAP(SET_1,SEG71); END ARCHITECTURE ONE;(2) 译码器译码部分的设计图 3 BCD 译码电路图BCD译码子程序 :LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY TRA ISPORT( BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC

8、_VECTOR(6 DOWNTO 0);END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF TRA ISBEGINPROCESS(BCD1)ISBEGINCASE BCD1 ISWHEN 0000=SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7SEG7=0000000;END CASE;END PROCESS;END ARCHITECTURE;(3) 键值显示部分设计图 4 按键显示控制电路图 按键显示控制子程序 :LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED

9、.ALL;ENTITY SHOW ISPORT(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 DOWNTO 0);SIGNAL BCD :TEN;TYPE NUMBE

10、R1 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: STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);SIGN

11、AL LOCK: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK)ISBEGINIF RISING_EDGE(CLK) THENCOUNT1=COUNT1+1;END IF;END PROCESS;CLK1=0 WHEN COUNT11100 ELSE 1;PROCESS(CLK1)ISBEGINIF RISING_EDGE(CLK1) THENDIN1(9 DOWNTO 0)=DIN(9 DOWNTO 0);DIAL1=DIAL;RE_DIAL1=RE_DIAL;END IF;END PROCESS;KEY=(DIN1(0) ORD IN1(1)

12、 ORD IN1(2) ORD IN1(3) ORD IN1(4) ORD IN1(5) OR DIN(6) OR DIN1(7) OR DIN1(8) OR DIN1(9);PROCESS(CLK1)ISBEGINIF FALLING_EDGE(CLK1) THENIF COUNT2=100 THENIF CLEAR=0AND RE_DIAL=0 THENKEY1=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

13、 IF;END PROCESS;PROCESS(DIN1)IS BEGIN IF DIN1(6)=1 THEN BCD=0110;ELSIF 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 THEN BCD=0000;ELSIF DIN1(7)=1 THEN BCD=0111;ELSIF DIN1(8)=1 THEN BCD=

14、1000;ELSIF DIN1(9)=1 THEN BCD=1001;ELSE BCD=0000; END IF;END PROCESS;KEYOUT=KEY1;PROCESS(KEY1)ISBEGINIF RISING_EDGE(KEY1) THENIF CLEAR=0 AND RE_DIAL1=0 THENNUMBER(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);NUMB

15、ER(0)=BCD;ELSIF CLEAR=1 AND RE_DIAL1=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;ELSENUMBER(7)= LOCK(31 DOWNTO 28);NUMBER(6)= LOCK(27 DOWNTO 24);NUMBER(5)= LOCK(23 DOWNTO 20);NUMBER

16、(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)ISBEGINIF RISING_EDGE(CLK) THENCOUNTSET=NUMBER(7);SEG8SET=NUMBER(6);SEG8SET=NUMBER(5);SEG8SET=NUMBER(4);SEG8SET=NUMBER(3);S

17、EG8SET=NUMBER(2);SEG8SET=NUMBER(1);SEG8SET=NUMBER(4);SEG8NULL;END CASE;END PROCESS;PROCESS(DIAL1)ISBEGINIF RISING_EDGE(DIAL1) THENLOCK(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)=NUMBER(3);LOCK(11 DOWNTO 8)=NUMBER(

18、2);LOCK(7 DOWNTO 4)=NUMBER(1);LOCK(3 DOWNTO 0)=NUMBER(0);END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE;4、实验调试结果 为验证所设计的程序是否正确， 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。最终可以看到键入的数字在数码管上进行显示。重拨、清楚、挂机等均能 够正常使用，达到设计要求。三、结论及心得体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识 , 发现, 提出 , 分析和解决实际问题 , 锻炼实践能力的重要环节 , 是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过 这次的 EDA课设，