位60秒跑表设计报告.doc

4位60秒跑表设计报告姓名：XUXU2 总体分析 本设计是运用Verilog语言来编写程序，然后下载到CPLD最小系统板上实现式样书上的功能。此次编写程序是通过Quartus II来仿真编译下载的，暂没运用Modelsim来仿真，主要考虑目前对Testbench不熟悉，加上时间比较紧。所以直接采用Quartus II来仿真。 通过对式样书的认真阅读，制作本次实验主要有以下几个模块组成：分频模块，oneshot模块，控制模块，计数模块，显示保持模块，数据处理模块，动态扫描模块组成。通过由顶向下的构思和由底至上的设计来构成本小系统。3 各模块功能说明1.分频模块 本模块主要是提供全局时钟，最小系统板上的系统时钟为72Khz，而我们只需要400hz的频率。所以需要进行分频得到。模块图的端口如下一。图一：分频模块2.oneshot模块 本模块的功能主要是起一个防止按键抖动的功能，能在有按键按下后能准确的产生一个脉冲信号。还有一个需要注意的地方就是，需要考虑是在按键按下时有效还是按键弹起的时候有效，这是一个很重要的问题需要考虑的。在结合实际生活我们所接触的按键，都是按下时有效，所以本设计也采用按下时候有效。由于有三个案件所以需要三个oneshot模块，模块图如下二。图二：oneshot模块3.控制模块 本模块是本系统的核心部分，比如人的大脑。它的功能主要是把按键信息准确的传达并控制其他每个需要的模块。式样书上所要实现的功能就是通过本模块来控制的。采用状态机来编写程序，由四个状态构成（初始idl，计数counter，暂停stop，分割fenge）。控制模块图如下三所示。图三：控制模块 状态图如下四： 式样书上每个功能说明： （1）单次计数功能 电路上电后处于初始状态（idl），及保持在00.00状态。当ST（Start）有按键按下时（送入一个高点平），这时跳到计数（counter）状态并送入计数模块一个计数使能信号（en=1），rst=1，使计数模块开始计数；当再一次按下ST（stop）时，让计数使能信号en=0，计数停止；再按下SP键(高电平有效）时，rst=0，复位（保持在00.00状态）。状态图如下图五：单次计数状态图 （2）重复计数功能此功能和单次计数原理一样，只是有多次的开始计数和停止功能，最后复位。所以这不多做说明，请参照单次计数。状态图如下图六：重复计数状态图 （3）分割显示1 此功能的实现方法为，电路上电后处于初始状态（idl），及保持在00.00状态。当ST（Start）有按键按下时（送入一个高点平），这时跳到计数（counter）状态并送入计数模块一个计数使能信号（en=1），rst=1，使计数模块开始计数；当SP（sprie）有按键按下时（送入一个高电平），这时送入显示模块一个信号spout=1,让显示部分保持SP按下时的数据并持续显示。而计数仍继续及en让然为1；接下来再次按一下SP(sprie),spout=0显示部分实时显示数据；再次按一下ST（stop）这时en=0，计数停止，显示停止；再次按一下SP(reset)时，实现复位功能，rst=0；状态如下图七：分割计数1状态图（4）分割计数2此功能的实现方法为，电路上电后处于初始状态（idl），及保持在00.00状态。当ST（Start）有按键按下时（送入一个高点平），这时跳到计数（counter）状态并送入计数模块一个计数使能信号（en=1），rst=1，使计数模块开始计数；当SP（sprie）有按键按下时（送入一个高电平），这时送入显示模块一个信号spout=1,让显示部分保持SP按下时的数据并持续显示。接下来按一下ST（stop），这时en=0,计数停止，显示部分显示的是计数停止时的数据。再次按下SP（reset）实现复位功能，rst=0；状态图如下图八：分割计数2状态图4.计数模块 次模块的功能是实现系统的计数。控制信号为en和rst，这两个信号是由控制模块提供的。 en:高电平有效 rst：低电平有效图九：计数模块图5.显示锁存模块 次模块的功能是实现数据的锁存，送入动态显示模块。在sp=1时实现数据的实时显示；当sp=0时实现数据的锁存显示，而计数仍继续。模块图如下：图十：显示锁存模块6.数据处理模块 次模块的功能是实现数据的处理，将数据通过选择器送入数码管译码器，并产生数码管所需要的动态扫描信号。模块图如下图十一：数据处理模块7.动态显示模块此模块的功能是实现数据的动态显示。模块图如下所示图十二：数码管动态显示模块 四.总体模块图