综合设计实验六(选做)课件.doc

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1、要求：1.已完成前面5个设计实验，并要求得优秀的同学；2.三个实验选可做一个；3.必须自己编写代码；实验六出租车计费器的设计一、实验目的1、了解出租车计费器的工作原理。2、学会用verilogHDL语言编写正确的七段码管显示程序。3、数量掌握用verilogHDL编写复杂功能模块。4、进一步数量状态积在系统设计中的应用。二、实验原理出租车计费器一般都是按公里计费，通常是起步价xx元（xx元可以行走x公里），然后再是xx元/公里。所以要完成一个出租车计费器，就要有两个计数单位，一个用来计公里，另外一个用来计费用。通常在出租车的

2、轮子上都有传感器，用来记录车轮转动的圈数，而车轮子的周长是固定的，所以知道了圈数自然也就知道了里程。在这个实验中，就要模拟出租车计费器的工作过程，用步进电机模拟出租车轮子，通过传感器，可以得到电机每转一周输出一个脉冲波形。结果的显示用8个七段码管，前四个显示里程，后四个显示费用。在设计verilogHDL程序时，首先在复位信号的作用下将所有用到的寄存器进行清零，然后开始设定到起步价记录状态，在此状态时，在起步价规定的里程里都一直显示起步价，直到路程超过起步价规定的里程时，系统转移到每公里计费状态，此时每增加一公里，计费器增加

3、相应的费用。另外讲一讲编写过程中的的一些小技巧。为了便于显示，在编写过程中的数据用BCD码来显示，这样就不存在数据格式转换的问题。比如表示一个三位数，那么就分别用四位二进制码来表示，当个位数字累加大于9时，将其清零，同时十位数字加1，依此类推。三、实验内容本实验要完成的任务就是设计一个简单的出租车计费器，要求是起步价3元，准行1公里，以后1元/公里。显示部分的七段码管扫描时钟选择时钟模块的1KHz，电机模块的跳线选择“开”端，这样通过旋钮电机模块的电位器，即可达到控制电机转速的目的。另外用按键模块的S1来作为整个系统的复位按

4、钮，每复位一次，计费器从头开始计费。步进电机用来模拟出租车的车轮子，没转动一圈认为是行走1米，所以每旋转1000圈，认为车子前进1公里。系统设计是需要检测电机的转动情况，每转一周，计米计数器增加1。七段码管显示要求为前4个显示里程，后3个显示费用。实验箱中用到的数字时钟模块、按键开关、步进电机模块、数码管与FPGA的接口电路，以及数字时钟源、按键开关、LED、数码管与FPGA的管脚连接在以前的实验中都做了详细说明，这里不在赘述。四、实验步骤1、打开QUARTUSII软件，新建一个工程。2、建完工程之后，再新建一个verilo

5、gHDLFile，打开verilogHDL编辑器对话框。3、按照实验原理和自己的想法，在verilogHDL编辑窗口编写verilogHDL程序，用户可参照光盘中提供的示例程序。4、编写完verilogHDL程序后，保存起来。方法同实验一。5、对自己编写的verilogHDL程序进行编译并仿真，对程序的错误进行修改。6、编译仿真无误后，依照拨动开关、LED与FPGA的管脚连接表或参照附录进行管脚分配。表22-1是示例程序的管脚分配表。分配完成后，再进行全编译一次，以使管脚分配生效。7、用下载电缆通过JTAG口将对应的sof文

6、件加载到FPGA中。观察实验结果是否与自己的编程思想一致。五、实验结果与现象以设计的参考示例为例，当设计文件加载到目标器件后，按动“模式”按键使单8字数码管显示“0”（参考实验四），将数字信号源模块的时钟选择为1KHz，七段码管前4个显示里程，后3个显示费用。六、实验报告1、绘出仿真波形，并作说明。2、将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果、硬件测试结果记录下来。实验六VGA彩条信号发生器的设计一、实验目的1．了解普通显示器正确显示的时序。2．了解verilogHDL产生VGA显示时序的方法。3．进一步加强对FPGA的

7、认识。二、实验原理尽管显示器的新品层出不穷，但CRT（CathodeRayTube，阴极射线管）的基本工作原理一直沿用了几十年，直到今天也没有太大的变化。显示器是一种复杂的设备，其扩展性和可靠性也十分惊人，在这一方面，电子控制起了很大的作用，任何机械都会有磨损，唯有用电子才能延长寿命，甚至能适应数千小时的工作。电子枪是显示像管的核心，安发出的电子束击中光敏材料（荧光屏），刺激荧光粉就能产生图像。实际上，电子枪和大体积的、功率强劲的二极管没有什么区别，其原理也适用于电视机和示波器。CRT分为几个部分：DeflectionCoi

8、l（偏转线圈）用于电子枪发射器的定位，它能够产生一个强磁场，通过改变强度来移动电子枪。线圈偏转的角度有限，当电子束传播到一个平坦的表面时，能量会轻微的偏移目标，仅有部分荧光粉被击中，四边的图像会产生弯曲现象。为了解决这个问题，显示器生产厂把显像管做成球形，让荧光粉充分地接受能量，缺点是屏幕