脉冲按键电话显示器Word格式.docx
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[3]阎石主编.数字电子技术基础.:
高教,2003.
完成期限2016.6.10
指导教师永福
专业负责人永福
2016年6月10日
一、总体设计思想
1.基本原理
本题目是用VHDL语言实现一个能准确地反映按键数字、具有8位显示的按键显示器。
摘机时开始工作,显示器显示从低位向高位前移,逐位显示按键数字,最低位为当前输入位;
设置一个“重拨”键,按下此键能显示最后一次输入的;
挂机2秒后或按熄灭键,熄灭显示器显示。
脉冲按键显示器由五个模块组成:
按键电路、译码器、移位寄存、锁存器和数码管显示电路,其中移位寄存、锁存器和数码管译码显示电路为系统的主要组成部分。
(1)按键电路模块。
提供“0”到“9”数字按键的输入,同时设置有拨号键,清除键,挂机键和重拨键。
(2)译码电路模块。
译码器有两个功能。
第一,把输入的一位键值转换成四位BCD码;
第二,把四位二进制码译成相应的数码管输出显示码。
(3)移位寄存器、锁存模块。
移位寄存器分为三个部分。
当按下拨号键时,数字按键值依次由数码管的低位向高位移动,同时送入锁存器中;
当按下删除键时,键值由高位向低位移除,高位数码管熄灭;
当按下重拨键时,锁存器中存储的键值输入到移位寄存器中,并通过数码管显示出来。
(4)数码管显示模块。
数码管显示用于将设置好的每个按键的键值在数码管上显示出来。
由于实验过程中需要使用8个数码管,因此数码管显示模块必须加上数码管片选及移位得程序,从而实现数据输入以后从低位向高位移动、显示。
2.设计框图
数字键入
控制电路1
译码显示器
移位寄存器
脉冲产生电路
控制电路2
计时电路
译码显示电路
图1整体设计框图
二、设计步骤和调试过程
1、总体设计电路
图2总体设计电路
2、模块设计和相应模块程序
(1)顶层文件程序
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYUPKEYIS
PORT(DIN1:
INSTD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0);
CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:
INSTD_LOGIC;
KEYOUT:
OUTSTD_LOGIC;
SEG71:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);
SEG8:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));
ENDENTITY;
ARCHITECTUREONEOFUPKEYIS
COMPONENTSHOWIS
PORT(DIN:
INSTD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0);
CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:
SET:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
ENDCOMPONENT;
COMPONENTTRAIS
PORT(BCD1:
INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
SEG7:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0));
SIGNALSET_1:
STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
BEGIN
U1:
SHOWPORTMAP(DIN1,CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL,KEYOUT,SET_1,SEG8);
U2:
TRAPORTMAP(SET_1,SEG71);
ENDARCHITECTUREONE;
(2)译码器译码部分的设计
图3BCD译码电路图
BCD译码子程序:
ENTITYTRAIS
PORT(BCD1:
ARCHITECTUREONEOFTRAIS
PROCESS(BCD1)IS
CASEBCD1IS
WHEN"
0000"
=>
SEG7<
="
0111111"
;
0001"
0000110"
0010"
1011011"
0011"
1001111"
0100"
1100110"
0101"
1101101"
0110"
1111101"
0111"
0000111"
1000"
1111111"
1001"
1101111"
WHENOTHERS=>
0000000"
ENDCASE;
ENDPROCESS;
ENDARCHITECTURE;
(3)键值显示部分设计
图4按键显示控制电路图
按键显示控制子程序:
ENTITYSHOWIS
ARCHITECTUREONEOFSHOWIS
SUBTYPETENISSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
SIGNALBCD:
TEN;
TYPENUMBER1ISARRAY(7DOWNTO0)OFSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
SIGNALNUMBER:
NUMBER1;
SIGNALKEY,KEY1,CLK1,DIAL1,RE_DIAL1:
STD_LOGIC;
SIGNALCOUNT:
SIGNALCOUNT1:
SIGNALCOUNT2:
STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);
SIGNALDIN1:
STD_LOGIC_VECTOR(9DOWNTO0);
SIGNALLOCK:
STD_LOGIC_VECTOR(31DOWNTO0);
BEGIN
PROCESS(CLK)IS
IFRISING_EDGE(CLK)THEN
COUNT1<
=COUNT1+1;
ENDIF;
CLK1<
='
0'
WHENCOUNT1<
"
1100"
ELSE'
1'
PROCESS(CLK1)IS
IFRISING_EDGE(CLK1)THEN
DIN1(9DOWNTO0)<
=DIN(9DOWNTO0);
DIAL1<
=DIAL;
RE_DIAL1<
=RE_DIAL;
KEY<
=(DIN1(0)ORDIN1
(1)ORDIN1
(2)ORDIN1(3)ORDIN1(4)ORDIN1(5)ORDIN(6)ORDIN1(7)ORDIN1(8)ORDIN1(9));
IFFALLING_EDGE(CLK1)THEN
IFCOUNT2="
100"
THEN
IFCLEAR='
ANDRE_DIAL='
KEY1<
=KEY;
ELSIFCLEAR='
ANDRE_DIAL='
THENKEY1<
=CLK;
ELSEKEY1<
=RE_DIAL1;
COUNT2<
000"
ELSECOUNT2<
=COUNT2+1;
PROCESS(DIN1)ISBEGINIFDIN1(6)='
THENBCD<
ELSIFDIN1
(1)='
ELSIFDIN1
(2)='
ELSIFDIN1(3)='
ELSIFDIN1(4)='
ELSIFDIN1(5)='
ELSIFDIN1(0)='
ELSIFDIN1(7)='
ELSIFDIN1(8)='
ELSIFDIN1(9)='
ELSEBCD<
ENDIF;
KEYOUT<
=KEY1;
PROCESS(KEY1)IS
IFRISING_EDGE(KEY1)THEN
ANDRE_DIAL1='
NUMBER(7)<
=NUMBER(6);
NUMBER(6)<
=NUMBER(5);
NUMBER(5)<
=NUMBER(4);
NUMBER(4)<
=NUMBER(3);
NUMBER(3)<
=NUMBER
(2);
NUMBER
(2)<
=NUMBER
(1);
NUMBER
(1)<
=NUMBER(0);
NUMBER(0)<
=BCD;
ELSIFCLEAR='
=NUMBER(7);
1111"
ELSE
=LOCK(31DOWNTO28);
=LOCK(27DOWNTO24);
=LOCK(23DOWNTO20);
=LOCK(19DOWNTO16);
=LOCK(15DOWNTO12);
=LOCK(11DOWNTO8);
=LOCK(7DOWNTO4);
=LOCK(3DOWNTO0);
COUNT<
=COUNT+1;
PROCESS(COUNT)IS
CASECOUNTIS
SET<
=NUMBER(7);
SEG8<
00000001"
00000010"
00000100"
00001000"
00010000"
1011"
00100000"
1101"
01000000"
10000000"
NULL;
PROCESS(DIAL1)IS
IFRISING_EDGE(DIAL1)THEN
LOCK(31DOWNTO28)<
LOCK(27DOWNTO24)<
LOCK(23DOWNTO20)<
LOCK(19DOWNTO16)<
LOCK(15DOWNTO12)<
LOCK(11DOWNTO8)<
LOCK(7DOWNTO4)<
LOCK(3DOWNTO0)<
4、实验调试结果
为验证所设计的程序是否正确,将程序下载进行硬件测试。
在QuartusⅡ开发环境中进行管脚锁定,连接好数码管驱动电路,然后将目标文件下载到器件中。
最终可以看到键入的数字在数码管上进行显示。
重拨、清楚、挂机等均能够正常使用,达到设计要求。
三、结论及心得体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
通过这次的EDA课设,加深了对电子电路理论知识的理解,并锻炼了实践动手能力,具备了电子电路的基本设计能力和基本调试能力,能够正确的使用实验仪器。
回顾起此次EDA课程设计,至今我仍感慨颇多。
的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整一星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
参考资料
[2]艳.EDA技术在数字系统电路设计试验中的应用[J].实验室研究与探索,2002,21(3):
63264
[3]甘力.VHDL应用与开发实践[M].科学,2003.
[4]松,王国栋.VHDL实用教程.:
电子科技大学,2006年,7月.
[5]国洪.可编程器件EDA技术与实践[M].:
机械工业,2004年7月.
[6]俊超.集成电路设计VHDL教程[M].:
希望电子,2002年8月.
指导教师:
永福2016年6月10日
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- 脉冲 按键 电话 显示器