计数计时器的VHDL设计

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1、计数/计时器的VHDL设计本课要解决的问题：一般计时器的VHDL描述；六十进制计数器和计时器的VHDL设计；二十四进制计时器的VHDL设计；数字钟的VHDL设计。一、计数器的作用在时钟的驱动下，对输入脉冲进行计数；如果输入的脉冲为时钟脉冲，就成为计时器。当计数值达到一定数值，计数器产生进位输出，并复位。二、计数器的设计(P63-67)简单计时器的设计；六十进制计数器和计时器的设计；二十四进制计时器的设计；数字钟的设计。最简单的计时器ENTITYCNT4ISPORT(CLK:INBIT;Q:BUFFERINTEGERRANGE15DOWNTO0);END;ARCHITECTUREbhvOFCNT

2、4ISBEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENQ<=Q+1;ENDIF;ENDPROCESS;ENDbhv;BUFFER模式才可以读取在时钟CLK信号的驱动下Q对时钟信号CLK进行计数；由于Q为BUFFER模式，所以可以读取Q的值【例3-19】表式Q<=Q+1的右项与左项并非处于相同的时刻内，对于时序电路，除了传输延时外，前者的结果出现于当前时钟周期；后者，即左项要获得当前的Q+1，需等待下一个时钟周期。时钟信号到来？Q计数加1结束TRUEFALSELIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE

3、.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT4ISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;Q:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));END;ARCHITECTUREbhvOFCNT4ISSIGNALQ1:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENQ1<=Q1+1;ENDIF;ENDPROCESS;Q<=Q1;ENDbhv;【例3-20】std_logic_unsigned程序包包含对运算符的重载定义信号Q1Q1作为内部信号，可以进行改写和读取

4、；对’+’进行运算符重载，标准逻辑类型可进行加法加上异步复位和置位的十进制计时器LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYCNT10ISPORT(CLK,RST,EN:INSTD_LOGIC;CQ:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);COUT:OUTSTD_LOGIC);ENDCNT10;RST为复位端，EN为使能端；COUT为进位输出端；ARCHITECTUREbehavOFCNT10ISBEGINPROCESS(CLK,RST,EN)VARIABLECQI:

5、STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);BEGINIFRST='1'THENCQI:=(OTHERS=>'0');ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFEN='1'THENIFCQI<9THENCQI:=CQI+1;ELSECQI:=(OTHERS=>'0');ENDIF;ENDIF;ENDIF;IFCQI=9THENCOUT<='1';ELSECOUT<='0';ENDIF;CQ<=CQI;ENDPROCESS;ENDbehav;异步复位，CQI:=(OTHERS=>‘0’)为省略赋值方式，对CQI清零检测是否允许计数允许计数,检测是否小于9大于9，计数值

6、清零计数大于等于9，输出进位信号将计数值向端口输出LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;ENTITYbcd60countISPORT(clk,bcd1wr,bcd10wr,cin:INSTD_LOGIC;co:OUTSTD_LOGIC;datain:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);bcd10n:BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);bcd1n:BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));ENDbcd60count;【

7、六十进制计数器】实体六十进制计数器的设计clk:时钟端；bcd1wr,bcd10wr:计数初值的个位和十位允许写入端；datain:计数初值输入端；bcd1n,bcd10n:计数值的个位输出和十位输出；co:计数值进位输出。结构体ARCHITECTUREbehaveOFbcd60countISBEGINENDbehave;PROCESS(clk,bcd1wr)BEGINIF(bcd1wr='1')