简易数字跑表设计14页

1、 西安郵電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：专业名称：自动化班 级：自动1103时间：2014年9月1日 至2014年9月12日乘法器设计1、 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

2、清 零：z=0; 启/停：01 计数：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：modelsim 3.管脚配置： 1.4、 软件设计：源程序 module paobiao(clk,rst,pause,save,mg,md,bg,bd);/秒高，秒低，百分秒高，百分秒低 input clk,rst,pause,save; output reg 3:0 mg,md,bg,bd;reg

3、15:0 zd,zz,zg;/中间变量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=2b00,S1=2b01,S2=2b11;/分频always (posedge clk or negedge rst) begin if(!rst) count1=0; else if(count1=200000) coun

4、t1=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)/clk1 begin if(!rst) count2=0; else if(state=S1) count2=count2+1; / else if(state=S2) count2=count2; else count2=count2;

5、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(state=S1) bd=count2%10; else if(state=S2) begin

6、 case (count3) 3b000: bd=reg0%10; 3b001: bd=reg1%10; 3b010: bd=reg2%10; 3b011: bd=reg3%10; 3b100: bd=reg4%10; 3b101: bd=reg5%10; default: bd=reg0%10; endcase end else bd=bd; end /毫秒高位显示结果 always (negedge rst or posedge clk) begin if(!rst) bg=0; else if(state=S1) bg=(count2/10)%10; else if(state=S2)

7、begin case (count3) 3b000: bg=(reg0/10)%10; 3b001: bg=(reg1/10)%10; 3b010: bg=(reg2/10)%10; 3b011: bg=(reg3/10)%10; 3b100: bg=(reg4/10)%10; 3b101: bg=(reg5/10)%10; default: bg=(reg0/10)%10; endcase end else bg=bg; end /秒位显示结果 always (negedge rst or posedge clk) begin if(!rst) md=0; else if(state=S1)

8、 md=(count2/100)%10; else if(state=S2) begin case (count3) 3b000: md=(reg0/100)%10; 3b001: md=(reg1/100)%10; 3b010: md=(reg2/100)%10; 3b011: md=(reg3/100)%10; 3b100: md=(reg4/100)%10; 3b101: md=(reg5/100)%10; default: md=(reg0/100)%10; endcaseend else md=md; end /十秒位显示结果 always (negedge rst or posed

9、ge clk) begin if(!rst) mg=0; else if(state=S1) mg=(count2/1000)%10; else if(state=S2) begin case (count3) 3b000: mg=(reg0/100)%10; 3b001: mg=(reg1/100)%10; 3b010: mg=(reg2/100)%10; 3b011: mg=(reg3/100)%10; 3b100: mg=(reg4/100)%10; 3b101: mg=(reg5/100)%10; default: mg=(reg0/100)%10; endcase end else

10、mg=mg; end always (negedge rst or posedge clk)/定义当前状态 begin if(!rst) 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 )begin case (state) S0:begin if(pause=0&pause_temp=1) next_state=S1; else next_state=S0; end S1:begin if(pause=0&pause_temp=1) next_state=S

11、2; else next_state=S1;end S2:begin if(pause=0&pause_temp=1) next_state=S1; else next_state=S2;end default:next_state=S0; endcaseend /存数always(negedge rst or negedge save ) begin if(!rst) begin reg0=0; reg1=0; reg2=0; reg3=0; reg4=0;reg5=0;end else begin if(count3=0) reg0=count2; else if(count3=1) re

12、g1=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;end end end /取启停键上升沿always (posedge clk )begin if(!rst) pause_temp=0; else pause_temp=pause;end /取保存翻看上升沿 alway

13、s (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;initial begin 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出很清晰，对