1、西北工業(yè)高等院校FPGA實驗報告學(xué)院：軟件微電子學(xué)院學(xué)號：2011303596名字：楊清山專業(yè)領(lǐng)域：微型電子工程學(xué)實驗時間：2013年11月11日實驗場所：毅字樓335指導(dǎo)人民教師：韓兵西北工業(yè)高等院校2013年11月大作業(yè)設(shè)定信號控制電路一、實驗?zāi)康暮鸵髮嶒災(zāi)康模和ㄟ^信號機(jī)的設(shè)置、仿真綜合，掌握復(fù)雜的時間序列實現(xiàn)方法，計程儀柱的設(shè)置、校正思想用分塊圖表示，掌握中小型IC集成電路的系統(tǒng)綜合設(shè)置、校正方法。實驗要求：設(shè)置信號機(jī)信號控制電路。 具體來說，要求輸入50MHz的時鐘信號和重啟信號，輸出紅、綠、黃3個信號(高電平亮)。 重定徑套信號(高電平)有效，紅、綠、黃燈熄滅。接著，進(jìn)行綠燈亮1分

2、鐘、黃燈亮10秒、紅燈亮1分鐘的循環(huán)。 在上面再加兩個查詢密碼管，表示倒計數(shù)的數(shù)量。二、實驗設(shè)備(環(huán)境)和要求實驗EDA手工工具是在：上預(yù)裝了Synplify Pro 9.6.2和ModelSim SE 6.2b的PC機(jī)。三、實驗內(nèi)容和程序1 .設(shè)定修訂構(gòu)想的概要總體分為三大模塊：掌門人模塊、分頻模塊、控制模塊、解查詢密碼顯示模塊。 它的作用如下：掌門人級別和特羅爾模塊：該模塊的斯坦共和國化和控制是本計程儀程序的主體，對底層的分頻模塊和數(shù)據(jù)查詢密碼顯示模塊進(jìn)行斯坦共和國化，進(jìn)行控制設(shè)定修正。 控制設(shè)定修訂如下采用同步時間節(jié)點邏輯。 包括一個循環(huán)計數(shù)器、三個比較器和always控制。分頻后的CL

3、K1新信號(1Hz )進(jìn)行將1個循環(huán)變量“k”的周期設(shè)為130的循環(huán)，進(jìn)而控制3個斜坡的控制具體的循環(huán)是，每當(dāng)CLK1跳躍，k值減1，K=0時，重復(fù)值為129。根據(jù)比較器，每個燈的條件不同，129=k=70時綠燈亮，69=k=60時黃燈亮，59=k=0時紅燈亮。相對于數(shù)字管的輸出，在129=k=70時，數(shù)字管的二進(jìn)制位輸出=(k-70) ) )，10二進(jìn)制位輸出為(k-70-二進(jìn)制位)/10。 在69=k=60數(shù)字管的二進(jìn)制位輸出=(k-60) )、10二進(jìn)制位輸出為(k-60-二進(jìn)制位)/10、59=k=0的情況下，數(shù)字管的二進(jìn)制位輸出=k10二進(jìn)制位輸出為()分頻模塊：分頻模塊用于將輸入的

4、50MHz信號轉(zhuǎn)換為1Hz信號，對于之后的信號機(jī)控制和數(shù)字管理輸出非常有用。解查詢密碼模組：一般認(rèn)為數(shù)字表示需要2個7段解碼器，在數(shù)字系統(tǒng)中，所有數(shù)字表示都是二進(jìn)制的，并且兩個管道分開地輸入，則必須將環(huán)變量k轉(zhuǎn)換為有用的10二進(jìn)制位和每個二進(jìn)制位的輸出。為了方便起見，將每個狀態(tài)的基值從循環(huán)變量k減去，然后在數(shù)學(xué)上分別輸入10位和各位。綠燈時，129=k=70時，數(shù)字管的二進(jìn)制位輸出=(k-70) ) )，10二進(jìn)制位輸出為(k-70-二進(jìn)制位)/10。7段解碼器的設(shè)定修正原理如下所示2 .全體設(shè)定訂正分塊圖和說明：Clk 50Hz羅伯特布魯循環(huán)變量k129到0是孔特羅爾克里克11Hz紅色圖1輸

5、入： clk全局時鐘控制信號，50MHzrst全局重新定徑套定引腳，高電平有效輸出： ctrl_1s倒計數(shù)位上的數(shù)字ctrl_10s倒計數(shù)十位以上的數(shù)字blu、yel、red各燈狀態(tài)說明分塊圖：狀態(tài)機(jī)的輸入，只有時鐘控制信號clk和重定徑套信號reset .作為數(shù)字管的10二進(jìn)制位和1二進(jìn)制位的二進(jìn)制顯示狀態(tài)和3個燈的顏色顯示(blu、yel、red，分別為綠色、黃色、“1”為燈點亮，“0”為熄滅)輸出。輸入clk的頻率大，需要用計數(shù)器進(jìn)行分頻。 首先計數(shù)1個1Hz的輸出，用這個輸出再次計數(shù)，發(fā)生周期為130的計數(shù)變量，控制各燈的閃爍。 控制黃燈閃爍的分頻，為方便起見，以1s為單位每秒更改一次

6、。用if嵌套句一邊控制三燈的點亮和熄滅一邊間接地進(jìn)行倒計數(shù)的過程，輸出1位和10位的數(shù)，直接用2個7段dep查詢密碼表示倒計數(shù)數(shù)。Rst信號用于清零，“1”時，3個信號機(jī)及循環(huán)變量k的復(fù)數(shù)位置為“0”。程序流程圖游戲開始輸入50MHzclk1:1Hz循環(huán)變量k計數(shù)70k12960k69藍(lán)色=1是=是red=10k59圖4顯示輸出3 .時間節(jié)點說明：全段計程儀緊柱有初始狀態(tài)、綠燈狀態(tài)、黃燈狀態(tài)、紅燈狀態(tài)4種狀態(tài)。如果存在rst的“1”狀態(tài)，則清零，返回初始狀態(tài)。這是控制模組的計數(shù)器被清零，不再進(jìn)行倒計數(shù)，3個燈熄滅的狀態(tài)在Rst為“1”的狀態(tài)下跳至初始狀態(tài)，等待清零結(jié)束，開始工作的時候，也不顯示

7、7段堆查詢密碼。清零完成后，系統(tǒng)開始正常工作。 首先，分頻時鐘開始動作，此時，循環(huán)變量開始循環(huán)，綠色點亮60s，解碼器開始顯示倒計數(shù)的輸出直到k=70。 當(dāng)循環(huán)變量k=69時，黃色的燈閃爍10s，并且當(dāng)循環(huán)變量k=59時，對倒計數(shù)進(jìn)行解密，直到k=0為止，其中，k=59時，紅色信號點亮。 這樣一個循環(huán)就完成了，循環(huán)沿著這個過程進(jìn)行，直到出現(xiàn)reset信號為止。初期K=K-1綠燈狀態(tài)K69設(shè)定為k0k=129K=K-1黃燈狀態(tài)紅燈狀態(tài)K=K-1K59圖24 .模塊設(shè)置修訂分塊圖和相關(guān)時間節(jié)點本計程儀程序分為掌門人級模塊、控制模塊、查詢密碼模塊3個模塊，對各模塊的設(shè)定、修改分塊圖和相關(guān)時間節(jié)點進(jìn)行

8、如下說明掌門人等級和控制模組的分塊圖掌門人等級孔特羅爾解查詢密碼顯示子搖滾樂分頻圖3輸入： clk全局時鐘控制信號，50MHzrst全局重新定徑套定引腳，高電平有效輸出： led1二進(jìn)制位7段解查詢密碼led10二進(jìn)制位七段解查詢密碼時間節(jié)點說明：加入時鐘控制信號后，首先由reset清除，然后分頻模塊進(jìn)行分頻，產(chǎn)生分頻時鐘clk1，根據(jù)分頻時鐘的高度和高度，進(jìn)一步進(jìn)行變量循環(huán)，然后控制3個狀態(tài)間的跳變，解查詢密碼顯示模塊同步用數(shù)字管顯示倒計數(shù)數(shù)分頻模塊：當(dāng)輸入50MHz的信號、并且rst為“1”時，計數(shù)器j定徑套為“0”，并且此后，每經(jīng)過系統(tǒng)時鐘周期就加1，并且當(dāng)k=49999999時，計數(shù)器

9、j具有clk1=clk1，并且計數(shù)器j具有k=0.到此為止的值(在實際的查詢密碼制作中，為了簡化查詢密碼，將該模塊集成到了頂層和控制模塊中。)j=4999999999計數(shù)器顯示計數(shù)clk 50毫赫茲clk=clk羅伯特圖4解查詢密碼查看模塊：輸入通訊端口：din_1s顯視器中的單個二進(jìn)制位數(shù)據(jù)是從特羅爾模塊中填充的從控制模塊輸入din_10s顯示器的10二進(jìn)制位數(shù)據(jù)輸出通訊端口：led_data_1s顯視器的各二進(jìn)制位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)查詢密碼led_data_10s顯視器的10二進(jìn)制位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)查詢密碼定說明時間節(jié)點：該模塊接受主模塊輸出的1二進(jìn)制位和10二進(jìn)制位的數(shù)值控制，接受(系統(tǒng)時鐘) clk

10、(50MHz )和(全局定徑套) rst、以及分頻時鐘搖滾樂clk1的控制，成為上升沿觸發(fā)，當(dāng)rst成為高電平時電路被定徑套，進(jìn)行動作rst為低電平時，電路正常。5 .模擬和綜合結(jié)果表1模擬結(jié)果信號的說明信號燈解釋備考克萊克系統(tǒng)時鐘，50MHz為了方便，在此設(shè)為2ns藍(lán)、是、紅最終三燈狀態(tài)分別為綠紅“1”亮燈“0”熄滅K循環(huán)計數(shù)變量用于狀態(tài)判斷的控制led10飛彈十位七段倒計數(shù)查詢密碼數(shù)字氣管10位顯示一級方程式倒計數(shù)二進(jìn)制位7段德查詢密碼數(shù)字管個二進(jìn)制位顯示超時空要塞數(shù)字倒計數(shù)控制模塊的輸出out10游戲機(jī)十位倒計數(shù)的數(shù)字控制模塊的輸出羅伯特系統(tǒng)控制變量高電平有效在上圖中是反映了blu、ye

11、l、red、3個信號的綠黃紅交通燈的狀態(tài)，其中包含綠點燈60秒、黃燈2HZ周期閃爍、紅點燈60s、總周期130s。上圖是循環(huán)控制變量的值分頻后的信號的從129到0的循環(huán)計數(shù)。綜合結(jié)果：掌門人電平和控制、分頻模塊的綜合RTL級電路如下所示解查詢密碼顯示模組的整合如下所示男同性戀級戰(zhàn)列艦6 .查詢密碼和評論這是掌門人等級及控制模組查詢密碼包括./解碼. v 雙精靈(clk、rst、紅色、藍(lán)色、是、led1、led10 )；輸入clk、rst；輸出藍(lán)牙、是、紅色、led1、led10；紅、黃、藍(lán)；wire 6:0 led1；wire 6:0 led10；reg :0 輸出10、輸出1。reg5:0

12、j日語怎么說？reg7:0 k； /j，kreg clk1；/初始化聯(lián)苯胺k=d129；藍(lán)色=0；是=0；red=0；/j=0；/clk1=0；結(jié)束我就是這個樣子的。/這是分頻部功能的實現(xiàn)什么意思？ 我叫什么名字啊？always (接點時鐘或接點rst )聯(lián)苯胺rst飛彈聯(lián)苯胺clk1=0；j=0；結(jié)束埃爾斯if(j=4) /聯(lián)苯胺j=0；clk1=clk1；結(jié)束埃爾斯聯(lián)苯胺j=j 1；結(jié)束結(jié)束always (posedge clk1)聯(lián)苯胺if(k=d0) k=d129。else k=k-1；結(jié)束我就是這個樣子的。/這是控制部什么意思？ 我叫什么名字??？always (posedge clk1)國際貨幣基金組織rst) /？ 什么？ 什么？一？ 什么？什么？什么？聯(lián)苯胺if(k=d70k=d129 )聯(lián)苯胺red=0；藍(lán)色=1；out1=(k-70) ) ) :輸出10=(k-70 -輸出1 )/10。結(jié)束艾爾斯伊夫(k=d 60 k=d 69 )聯(lián)苯胺是=是； /黃色的燈閃爍藍(lán)色=0；out1=(k-60) ) ) :輸出10=(k-60 -輸出1 )/10。結(jié)束埃爾斯red=1；/yel=0；out1=k；out10=(k-out