数字跑表实验报告(电子科技大学).doc

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1、数字跑表设计报告学院：物理电子学院学号：2014040206029姓名：刘明哲班级：电子六班一系统总体设计设计要求设计一个数字秒表，有6个输出显示，分别为百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、分、十分，系统主要由显示译码器、分频器、十进制计数器和六进制计数器组成。整个秒表还需有一个启动/停止信号和一个复位信号，以便秒表能随意停止及启动。要求：（1）秒表计时范围为：1小时；（2）秒表精度为0.01秒；（3）具有开始计时、停止计时控制功能，且开始计时、停止计时为一个复用按键；（4）在正常计时显示过程中，能够在存储按键作用下存储某一计时时间；存储的时间组数为确定值或1至任意值；（5

2、）在读取按键作用下存储的时间能够回放显示;回放显示时，秒表计时可停止或在后台正常进行；回放显示可手动或自动依次显示；（6）具有复位功能；（7）用六位数码管显示时间读数。系统工作原理数字跑表通过系统将48MHz时钟进行分频得到100Hz的秒表时钟，之后通过对时钟信号进行计数得到具体的跑表显示数值，跑表数值作为显示单元电路的输入，显示单元控制数码管动态扫描显示计数因此，系统主要划分为：分频器，计数器，显示控制，开始停在使能控制，清零控制，存储读取功能，按键消抖。原理图如下：二单元电路设计1.分频器设计思路：输入信号48MHz，将其48000分频可得1KHz信号，再将1KHz

3、信号10分频可得100Hz信号。1KHz用于显示LED扫描，100Hz用于计数器时钟。源程序如下：libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entityppisPORT(CLKIN:INSTD_LOGIC;CLKOUT1K:OUTSTD_LOGIC;CLKOUT100:OUTSTD_LOGIC);endENTITYpp;architectureBehavioralofppisSIGNALCNTER0:INTEGERRAN

4、GE0TO23999:=0;SIGNALCNTER1:INTEGERRANGE0TO4:=0;SIGNALCLKOUT1K_TMP,CLKOUT100_TMP:STD_LOGIC:='0';beginPROCESS(CLKIN)ISBEGINIFCLKIN'EVENTANDCLKIN='1'THENIFCNTER0=23999THENCNTER0<=0;CLKOUT1K_TMP<=NOTCLKOUT1K_TMP;ELSECNTER0<=CNTER0+1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;CLKOUT1K<=CLKOUT1K_TMP;PROCESS(CLKOUT

5、1K_TMP)ISBEGINIFCLKOUT1K_TMP'EVENTANDCLKOUT1K_TMP='1'THENIFCNTER1=4THENCNTER1<=0;CLKOUT100_TMP<=NOTCLKOUT100_TMP;ELSECNTER1<=CNTER1+1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;CLKOUT100<=CLKOUT100_TMP;endBehavioral;2.计数器以及清零装置实验需要用到2个六进制计数器和4个十进制计数器，并且将六个计数器级联十进制计数器的源程序：libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.AL

6、L;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entityCOUNTERisPORT(RST,CLK:INSTD_LOGIC;CARRY_IN:INSTD_LOGIC;CARRY_OUT:OUTSTD_LOGIC;COUNT_OUT:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));endCOUNTER;architectureBehavioralofCOUNTERisSIGNALCOUNT:STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0):="0000";beginPROCESS

7、(RST,CLK)BEGINIFRST='1'THENCOUNT<="0000";ELSIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFCARRY_IN='1'THENIFCOUNT<"1001"THENCOUNT<=COUNT+1;ELSECOUNT<="0000";ENDIF;ELSENULL;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;COUNT_OUT<=COUNT;CARRY_OUT<='1'WHENCARRY_IN='1'ANDCOUNT="1001"ELSE'0';endBehavioral;仿真结果：六