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）独立工作能力和创造力；（2）综

2、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、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、当 SEL=O0寸，按 0、1、2、3、4、0、1、2，3、4 顺序计数 3、当SEL=01时，按0、2、4、6 8、0、2、4、6、8顺序计数 4、当 SEL=10时，按 1、3、5、7、9、1、3、5、7、9 顺序计数 5、当 SEL=11 时，按 5、4、3、2、1、5、4、3、2、1 顺序计数 6由数码管分别译码显示控制信号和计数状态，分别用 3

3、位数码管 动态显示 7、给出VHDL语言的源程序三、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，

4、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elkdua n图2模拟结构框图3、可控计数器设计流程图3.设计流程4、各个模块(1)计数器单元模块SHENGHAOCLK图4计数器单元模块CLK

5、是计时时钟，也是扫描时钟，SEL计数模式控制信号，丫接收ent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SHEJI3CLKCLKDUAN5 0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SHEJI3CLKSM6 0CLKDUAN5 0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

6、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来。5、管脚分配1£y J1_ToAssignment Name阳tieEnabled lPartition Hierarchyroot partitionYesWelkLocationP1NJ11Yes<diianOLocatiio nPIN D2OYes<i>duenlLoMtionPINjCl?VesLoctnnPINjCl?YesLowticnPIN AC13Yes肌陨Locatio nPIN AD13Yes”赢Loc

7、atio 仃PINJ1IYesLocationMNJ17Yes劲 smEILoMtionPIFd H16VesLa»tk?nP1MJC17YesLocaUonPINJHYes4>smpLocatio nPIN JI 6Yes±>sm5Locatio nPINJieVesiduanLocationVes国誚Location esLacticnYes<<naw>><<cew>>五、系统的源程序（VHDL）1计数环节library ieee;useuse entity LQ isport(clk,ck:in std_lo

8、gic;-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 LQ;architecture art of LQ issignal 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_v

9、ector(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 beginp1: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beginif(clk'event and clk='1')thencase sel iswhen "00"=>if(cnt>="0100")then cnt<="0000"else cnt<=cn

10、t+1; end if;when "01"=>if(cnt>="1000" or cnt="0001" or cnt="0011" or cnt="0101"cnt<="0000"or cnt="0111")then else cnt<=cnt+2;end if;when "10"=>if(cnt>="1001" or cnt="0000" or cnt=&qu

11、ot;0010" or cnt="0100" or cnt="0110" or cnt="1000")thencnt<="0001"else cnt<=cnt+2; end if;When "11"=>if(cnt>"0101" or cnt="0001" or cnt="0000")then cnt<="0101"else cnt<=cnt-1;end if;when

12、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beginif(clk'event and clk='1') thencase temp iswhen 0=>duan<="001"case sel iswhen"00"=>x<=(4-y);when"0

13、1"=>x<=(8-y);when"10"=>x<=(10-y);when"11"=>x<=(6-y);end case;when others=>duan<="010"or"100"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begincase x iswhen

14、"0000"=>sm<="1111110"when "0001"=>sm<="0110000"when "0010"=>sm<="1101101"when "0011"=>sm<="1111001"when "0100"=>sm<="0110011"whe n "0101"=>sm<二"10110

15、11"whe n "0110"=>sm<="1011111"whe n "0111"=>sm<="1110000"whe n "1000"=>sm<="1111111"whe n "1001"=>sm<="1111011"when others=>sm<二"0000000"end case;end process p3;end art;六、程序的调

16、试分析与仿真1、 SEL=00fR】-埼Fl弼】2、SEL=01tlha b ai-2JD 111直iL. c：isei.B . u . 1国iL;D1 Illi-si'4耳-TlCSa-mLU耳B-71切3-1甘LdjiaLQLJ.1JUYooTYL10lluU1JJJU.-LDJJl工 L.UJJOU 为1”L：r>jW?3、SEL=10UTL_rLrLn_rLT"Ln_rLrLn_n_rm_n_rT_n_rLn_run_n_rL邑3 090| fin 6-mM p31=n2r 1»D1-?1r-»1 0)a i-01:WHE _ 加卫00： MD|：创.$“。民.11B 1.11£ 1-.». 0 】E% 1.11bL cjBi LOliEf【引B I沁创tBE«11EB丸込£ >UidkB4、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