可控计数器的设计

1、可编程器件课程设计报告课题： 可控计数器的设计 班级 学号 学生姓名 专业 电子科学与技术 系别 电子信息工程系 指导老师 淮阴工学院电子与电气工程学院2014年11月可控计数器的设计一、设计目的可编程器件课程设计是一项重要的实践性教育环节，是学生在校期间必须接受的一项工程训练。在课程设计过程中，在教师指导下，运用工程的方法，通过一个简单课题的设计练习，可是学生通过综合的系统设计，熟悉应用系统的是设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。通过课程设计，应能加强学生如下能力的培养：（1） 独立工作能力和创

2、造力；（2） 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；（3） 查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；（4） 工程绘图的能力；（5） 编写技术报告和编制技术资料的能力。二、设计要求1 1、设计一个五进制的计数器，由两个控制键SEL控制不同的计数方式2 2、当SEL=00时，按0、1、2、3、4、0、1、2，3、4···顺序计数3 3、当SEL=01时，按0、2、4、6、8、0、2、4、6、8···顺序计数 4 4、当SEL=10时，按1、3、5、7、9、1、3、5、7、9···顺序计数5 5

3、、当SEL=11时，按5、4、3、2、1、5、4、3、2、1···顺序计数6 6、由数码管分别译码显示控制信号和计数状态，分别用3 位数码管动态显示7 7、给出VHDL语言的源程序3、 一般设计要求（1） 独立完成设计任务；（2） 绘制系统硬件总框图；（3） 绘制系统原理电路图；（4） 制定编写设计方案，编制软件框图，完成详细完整的程序清单和注释；（5） 制定编写调试方案，编写用户操作使用说明书；（6） 写出设计工作小结。对在完成以上文件过程所进行的有关步骤如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明，并对所完成得设计作出评价，对自己整

4、个设计工作中经验教训，总结收获和今后研修方向。四、设计的具体实现1、实验原理计数器是一种多功能的电子测量仪器。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。可控五进制计数器是每五个脉冲信号向前进一位，且当控制端不同时，产生的进位输出不同。再利用数码管显示相应的数值。首先利用进程p1来实现4种模式的计数功能，由信号sel来控制选择具体是哪种模式；再利用进程p2来扫描3个数码管，而其中1个用来显示计数值，2个用来显示控制信号的值；最后通过进程p3来对数码管进行驱动译码，将相应的五进制数值利用数码管体现出来。图1.实验原理图2、模拟框图计数器模块 扫描模块数码管 clk

5、 cnt selysmx clk duan图2.模拟结构框图3、可控计数器设计流程由sel来控制4种模式的计数功能模块扫描3数码管模块对数码管进行驱动译码模块五进制可控计数器 图3.设计流程4、各个模块（1） 计数器单元模块CLK Y3···0SEL1··0 SHENGHAO图4.计数器单元模块CLK是计时时钟，也是扫描时钟，SEL计数模式控制信号，Y接收cnt的计数值。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。可控五进制计数器是每五个脉冲信号向前进一位，且当控制端不同时，产生的进位输出不同。（2） 扫描单元C

6、LKCLK DUAN5··0SEL1··0 SHEJI3 图5.扫描单元模块CLK是计时时钟，也是扫描时钟，SEL计数模式控制信号，DUAN代表3个数码管。利用扫描脉冲扫描3个数码管，而其中1个用来显示计数值，2个用来显示控制信号的值。（3） 数码管译码 SHEJI3CLK SM6··0CLK DUAN5··0SEL图6.数码管译码模块CLK是计时时钟，也是扫描时钟，SEL计数模式控制信号，DUAN代表3个数码管，SM是数码管的七段是数码管数字七段，它主要用来对数码管进行驱动译码，将相应的五进制数值利用数码管体现出

7、来。5、管脚分配五、系统的源程序（VHDL）1. 计数环节library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity LQ is port(clk,ck:in std_logic;-clk是计数时钟,ck是扫描时钟 sel:in std_logic_vector(1 downto 0);-计数模式控制信号 sm:out std_logic_vector(6 downto 0);-数码管的七段 duan:out std_logic_vector(2 downto 0);-3个数码管 end

8、LQ; architecture art of LQ is signal cnt:std_logic_vector(3 downto 0);-信号cnt用来计数 signal temp:integer range 0 to 2;signal x: std_logic_vector(3 downto 0);-数码管动态显示的值 signal y: std_logic_vector(3 downto 0);-接收cnt的计数值 begin p1:process(clk)-进程p1主要用来实现4种模式的计数功能,由信号sel来控制选择具体是哪种模式 begin if(clk'event an

9、d clk='1')then case sel is when "00"=>if(cnt>="0100")then cnt<="0000" else cnt<=cnt+1; end if; when "01"=>if(cnt>="1000" or cnt="0001" or cnt="0011" or cnt="0101" or cnt="0111")then cn

10、t<="0000" else cnt<=cnt+2; end if; when "10"=>if(cnt>="1001" or cnt="0000" or cnt="0010" or cnt="0100" or cnt="0110" or cnt="1000")then cnt<="0001" else cnt<=cnt+2; end if; When "11"

11、=>if(cnt>"0101" or cnt="0001" or cnt="0000")then cnt<="0101" else cnt<=cnt-1; end if; when others=>cnt<="1111"end case; y<=cnt; end if; end process p1; 2. 扫描单元p2:process(clk) -进程p2主要用来扫描3个数码管,其中1个用来显示计数值,2个用来显示控制信号的值begin if(clk&

12、#39;event and clk='1') then case temp is when 0=>duan<="001" case sel iswhen"00"=>x<=(4-y); when"01"=>x<=(8-y); when"10"=>x<=(10-y); when"11"=>x<=(6-y);end case; when others=>duan<="010"or"10

13、0" x<="00"&sel; end case; temp<=temp+1; end if; end process p2;3. 数码管译码部分p3:process(x) -进程p3主要用来对数码管进行驱动译码 begin case x is when "0000"=>sm<="1111110" when "0001"=>sm<="0110000" when "0010"=>sm<="1101101

14、" when "0011"=>sm<="1111001" when "0100"=>sm<="0110011" when "0101"=>sm<="1011011" when "0110"=>sm<="1011111" when "0111"=>sm<="1110000" when "1000"=>sm

15、<="1111111" when "1001"=>sm<="1111011" when others=>sm<="0000000" end case; end process p3; end art;六、程序的调试分析与仿真1、SEL=002、SEL=013、SEL=104、SEL=11七、总结为期两周的课程设计结束了，从程序的编写，到编译调试和仿真，最后得出实验结果，在这一过程中，我学到了许多，可以说是收获颇丰。首先，我便发现我学习中的一大陋习，那就是基础知识不够牢固，而原因就是我上课的时候不太认真听