1、可控计数器的设计可控计数器的设计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
2、的培养:(1)独立工作能力和创造力;(2)综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 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 2、当SEL=00时,按0、1、2、3、4、0、1、2,3、4顺序计数3 3、当SEL=01时,按0、2、4、6、8、0、2、4、6、8顺序计数 4 4、当SEL=10时,按1、3、5、7、9、1、3、5、7、9顺序计数5 5、当SEL=11时,按5、4、3、2、1、5、4、3、2、1顺序计数6 6、由数码管分
3、别译码显示控制信号和计数状态,分别用3 位数码管动态显示7 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
4、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。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 clk cnt sel y smx clk duan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 SHENGHAO图4.计数
5、器单元模块CLK是计时时钟,也是扫描时钟,SEL计数模式控制信号,Y接收cnt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 SHEJI3 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 SHEJI3CLK SM60CLK DUAN50SEL图6.数码管译码模块CLK是计时时钟,也是扫描时钟,SEL计数模式控制信号
6、,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、管脚分配五、系统的源程序(VHDL)1.计数环节library ieee; use use entity LQ is port(clk,ck:in std_logic;-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
7、个数码管 end LQ; architecture art of LQ is signal 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_vector(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 begin p1: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 begin if(clkeven
8、t and clk=1)then case sel is when 00=if(cnt=0100)then cnt=0000; else cntif(cnt=1000 or cnt=0001 or cnt=0011 or cnt=0101 or cnt=0111)then cnt=0000; else cntif(cnt=1001 or cnt=0000 or cnt=0010 or cnt=0100 or cnt=0110 or cnt=1000)then cnt=0001; else cntif(cnt0101 or cnt=0001 or cnt=0000)then cnt=0101;
9、else cntcnt=1111;end case; yduanxxxxduan=010or100; x=00&sel; end case; tempsmsmsmsmsmsmsmsmsmsmsm=0000000; end case; end process p3; end art;六、程序的调试分析与仿真1、SEL=002、SEL=013、SEL=104、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,那就是基础知识不够牢固,而原因就是我上课的时候不太认真听讲,所以在刚开始编写代码的时候,我一头雾水,根本不知该从何处下手。还好我通过上网查找资料,去图书馆翻阅书籍,还有询问指导老师不懂的地方,我渐渐的补充了基础知识,也对本次实习内容有所了解,并且对我们小组的实验课题-可控计数器的设计有了明确认识。于是我和同组的一些成员一起研究,翻阅相关书记查找资料,找寻相似的例题,通过对比和排查,初步仿照着设计出了代码,然后再通过检查核实,最终编写出满足设计要求的代码。接着我们就带着编写好的代码来到了实验室,对它进行编译,八、参考文献
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