cpld数字系统设计

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1、基于CPLD的简单数字系统设计TX二〇一〇年三月二十七日-1-Ⅰ数字秒表一设计目标1在实验板环境下基于提供的时钟实现数字秒表；2通过按键对秒表进行控制。二总体考虑1在实验环境下有1Hz~10kHz的频率可以直接使用，考虑到秒表的需要和扫描电路的需要，我们在此直接使用1kHz的时钟频率来驱动秒表；2在实现上，使用六个扫描显示的数码管显示时、分、秒，使用分段驱动的两个数码管显示百分秒位。3在键盘上定义开关1和开关2的高电平为清零和暂停。三电路实现1时钟信号通过对1kHz进行10分频即得到秒表的输入信号，进位信号依次在作

2、为更高级时间单位的输入信号进行计数和显示。2在控制方面，在使用MSI计数器的清零端接入一个公共的控制信号，以随时清零计数器和显示；将时钟脉冲和另一个公共信号的与作为真正的时钟输入，以用该信号来暂停或者重启秒表记数。四主要部分框图1分频器电路用一个十进制的MSI计数器即可实现十分频电路，将1kHz的信号输入按100Hz输出，实现百分秒的脉冲。电路如图。VCC74160LDNABQACQBDQCENTQDENPRCOOUTPUTCLK100HzCLRNCLK1kHzINPUTCLKVCCinstCOUNTER图I-1十

3、分频电路2秒计时电路同样用MSI器件的级联形成一个60进制的计数器。要注意的仅仅是其中的进位和在适当的时候记数到的时刻的清零逻辑。-2-在分，时以及百分秒记数电路中有类似的电路，不同仅仅是清零逻辑。秒计时电路见图2。VCCAND2CLRNCLRN1NAND2OUTPUTSECMINL0inst1OUTPUTSECMINL1inst5OUTPUTSECMINL27416074160OUTPUTSECMINL3LDNLDNAASECMINL0SECMINH0OUTPUTSECMINH0BQABQASECMINL1SEC

4、MINH1OUTPUTSECMINH1CQBCQBSECMINL2SECMINH2OUTPUTSECMINH2DQCDQCSECMINL3SECMINH3OUTPUTSECMINH3ENTQDENTQDENPRCOENPRCOCLRN1CLRN1OUTPUTSECMINCARRYCLRNCLRNNOTMINSECININPUTCLKCLKVCCinst9inst6COUNTERinstCOUNTERReFormCLRNCLEARINPUTINPUTOUTPUTVCCinst2图I-2秒计数电路3扫描控制电路扫描控制

5、电路控制六个数码管的循环选通显示。电路如图。inst8NAND274190LDNAQA74138BQBY0NOUTPUTS1CQCAY1NOUTPUTS2DQDBY2NOUTPUTS3GNMXMNCY3NOUTPUTS4inst7DNUPRCONG1Y4NOUTPUTS5inst6CLKNOTG2ANY5NOUTPUTS6NOTinstBCDCOUNTERG2BNY6NDFFPRNY7NDFFDQVCCPRNinst13:8DECODERDQSCANININPUTVCCCLRNinst4CLRNinst5GND图I

6、-3扫描控制电路4开关去抖动电路通过硬连电路建立一个S-R触发器，将开关输入整形后输出。NAND2INPUTINPUTVCCOptionValueLocationPIN_32instNOTinst2NAND2OUTPUTOUTPUTinst1OptionValueLocationPIN_31图I-4S-R触发器去抖动电路五总图结构体-3-在以上各部分的基础上，建立顶层工程，完成整个秒表的设计如图5所示。MilliSecMSL0100HzCLKMSL0MSL1CLEARMSL1MSL2②MSL2MSL3MSL3MSH

7、0③MSH0MSH1①MSH1MSH2MSL07448MSH2AOAOUTPUTMSLAOptionMSH3NOTAND2MSL1AND2inst10MSH3BOBOUTPUTMSLBLocationOptionMSL2inst4COCOUTPUTMSLCLocationOptionMSCARRYMSL3inst1DODOUTPUTMSLDLocationOptioninst3LTNOEOUTPUTMSLELocationOptionVCCRBINOFOUTPUTMSLFLocationOptionBINOGOUT

8、PUTMSLGLocationOption74244RBONLocationSecMin1GNinst24BCDTO7SEGOUTPUTMINSECINSECMINL01A11Y1CLK100HzCLEARSECMINL11A21Y2SECMINL21A31Y37448MSH0INPUTSECMINL31A41Y4AOAOUTPUTMSHAMSH1inst9