【EDA技术】实验二 BCD码输出的60进制计数器的VHDL-Toy模板网

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一、实验目的

（1）熟悉EDA软件，并能熟练使用。

（2）分析设计任务，根据任务要求完成设计内容。

（3）利用软件对设计内容进行仿真调试，得到正确运行结果。

二、实验要求

（1）设计具有异步清零，同步使能的60进制计数器，并用VHDL语句进行例化

（2）设计七段译码器的VHDL代码，利用元件例化的方式实现计数译码器的设计

三、实验步骤

（1）建立工作库文件夹和编辑设计文件

File->New Project Wizard

【EDA技术】实验二 BCD码输出的60进制计数器的VHDL

（2）创建工程

File->New->Verilog HDL File

【EDA技术】实验二 BCD码输出的60进制计数器的VHDL

（3）全程编译

（4）时序仿真

由上图可知，当时钟使能端信号到来时，低四位会加1；

当低四位加到1001（数字9）时，高四位会加1；

符合计数器规律。

当高四位为0101（5）且低四位为1001（9）时，会产生一个进位信号，

且下一个时钟信号来之后，高四位低四位都会清零。

当RST为1时，低四位高四位全清零。

综合分析可知，这是一个60进制计数器。

由上图可知，当时钟信号到来时，DOUT会加1；

当DOUT到1001（数字9）时，COUT进位会加1；

符合10进制计数器规律。

由仿真波形可知，数字0-9均可用八位二进制数表示出来，且结果是一一对应的；

当输入大于9时，输出为空，保持不变；

当时钟信号继续增加时，译码器会循环输出0-9的二进制数，可以看出来这是一个七段译码器。

由仿真波形可知，CLK为1，EN使能端为1时，输出加1，且表示为译码形式；

当RST0为高电平时，计数归零。

四、VHDL程序文本

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT60 IS --60进制计数器
	PORT (
   		 CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC;
   		 DHOUT:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --高四位输出
    	    DLOUT:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --低四位输出
         COUT:OUT STD_LOGIC);
END ENTITY CNT60;
ARCHITECTURE behave OF CNT60 IS
BEGIN
   COUT<='1'WHEN(DHOUT="0101" AND DLOUT="1001")ELSE '0'; --确定进位条件
	PROCESS(CLK,EN,RST)
	BEGIN
	      IF RST='1' THEN DHOUT<="0000";DLOUT<="0000"; --异步清零
	      ELSIF CLK'EVENT AND CLK ='1' THEN 
			IF EN='1' THEN DLOUT<=DLOUT+1;END IF;   --同步使能
			IF(DLOUT=9)THEN DLOUT<="0000";DHOUT<=DHOUT+1;END IF;  --低四位归零设置
	       IF(DHOUT=5 AND DLOUT=9) THEN DHOUT<="0000"; END IF; --高四位归零设置
			  END IF;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE behave;

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY SEG7 IS  --七段译码器
	PORT (INDATA: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --输入，4位数，表示0-9
		  ODATA: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));--输出，八位，对应数码管上八段
END ENTITY SEG7;
ARCHITECTURE BHV OF SEG7 IS
	BEGIN
	PROCESS (INDATA)
	BEGIN
		CASE (INDATA) IS
			WHEN "0000" => ODATA<= "0111111" ; --数字0的高电平点亮(公共端共阴极)二进制表示方法
			WHEN "0001" => ODATA<= "0001110" ; --1
			WHEN "0010" => ODATA<= "1011011" ; --2
			WHEN "0011" => ODATA<= "1001111" ; --3
			WHEN "0100" => ODATA<= "1100110" ; --4
			WHEN "0101" => ODATA<= "1101101" ; --5
			WHEN "0110" => ODATA<= "1111101" ; --6
			WHEN "0111" => ODATA<= "0000111" ; --7
			WHEN "1000" => ODATA<= "1111111" ; --8
			WHEN "1001" => ODATA<= "1101111" ; --9
			WHEN OTHERS => NULL;  --其他情况，输出为空
		END CASE; --结束case
	END PROCESS;
END ARCHITECTURE BHV;

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY CNT_10 IS   --10进制计数器
	PORT (
   		 CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC;
   		 DOUT:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); 
         COUT:OUT STD_LOGIC);
END ENTITY CNT_10;
ARCHITECTURE behave OF CNT_10 IS
BEGIN
   COUT<='1'WHEN(DOUT="1010" )ELSE '0'; --确定进位条件
	PROCESS(CLK,EN,RST)
	BEGIN
	      IF RST='1' THEN DOUT<="0000";
	      ELSIF CLK'EVENT AND CLK ='1' THEN 
			IF EN='1' THEN DOUT<=DOUT+1;END IF;
			IF(DOUT=9)THEN DOUT<="0000";END IF;
			 END IF;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE behave;

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;

ENTITY CNT_10_LED IS --计数译码器
	PORT (CLK0,RST0,EN0: IN STD_LOGIC;
          DOUT0:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));
END ENTITY CNT_10_LED;

ARCHITECTURE BHV OF CNT_10_LED IS

COMPONENT CNT_10  --计数器
PORT (CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC;  
          DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));
END COMPONENT CNT_10;

COMPONENT SEG7  --7段译码器
PORT (INDATA: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); 
		  ODATA: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));
END COMPONENT SEG7;

SIGNAL IKUN:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --IKUN🤣 敏感信号
BEGIN
U1:CNT_10 PORT MAP(CLK=>CLK0,RST=>RST0,EN=>EN0,DOUT=>IKUN);
U2:SEG7 PORT MAP(INDATA=>IKUN,ODATA=>DOUT0);
END ARCHITECTURE BHV ;