一种远程在线更新FPGA程序的方法
一种远程在线更新FPGA程序的方法
1 概述现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)器件具有高密度、低功耗、高速、高可靠性等优点，在航空航天、通信、工业控制等
方面得到了大量应用。FPGA 的处理器分为软核和硬核，并且软核处理器具有
高度的灵活性和可配置性。由于FPGA 器件采用的是SRAM 工艺，在断电的
情况下FPGA 内的配置数据将丢失，所以需要非易失的存储器来结合FPGA 完
成嵌入式系统的设计。EPCS(Erasable Programmable Configurable Serial)Flash 属于串行接口Flash，具有接口简单、体积小、配置方便的特点，通常用来存储FPGA 的配置文件和NiosII 的软件可执行代码。在经过合理的配置后，系统在
上电后就可以从EPCSFlash 中读取这些文件来启动整个系统。为了能使系统
得到更灵活的应用，充分发挥FPGA 的灵活性、高效性，FPGA 的软硬件程序
都需要方便的更新和升级功能；而当形成产品后，通过JTAG 和NiosII IDE 工
具来联合完成对EPCS Flash 的更新烧写很不方便。为此，本文结合Altera 公司
提供的工具，提出了一种远程在线更新FPGA 配置文件和NiosII 程序文件的方
法。2 系统硬件结构系统硬件结构如图1 所示。系统主要有上位机系统、FPGA 系统、EPCS Flash 三个主体部分。上位机系统提供人机交互的部分，FPGA 系统包括NiosII 处理器、EPCS 控制器、网络及串行接口和其他外部接
口，EPCSFlash 主要用于存储FPGA 的配置文件和Nios 程序映像文件。上位机
系统通过FPGA 集成的网络及串行接口来完成通信工作。
FPGA 采用Altera 公司的CycloneIII 系统的EP3C40F48417N 芯片。它具有
低功耗、高集成度、易于使用的特性。EPCS Flash 采用Altera 公司的EPCS16SI16N 芯片，它支持多种可配置的时钟源，最高支持100 MHz 的外部
基于FPGA的多功能数据选择器设计与实现
基于FPGA的多功能数据选择器设计与实现 章军海201022020671 [摘要]传统的数字系统设计采用搭积木式的方法来进行设计，缺乏设计的灵活性。随着可编程逻辑器件(PLD)的出现，传统设计的缺点得以弥补，基于PLD的数字系统设计具有很好的灵活性，便于电路系统的修改与调试。本文采用自顶向下的层次化设计思想，基于FPGA设计了一种多功能数据选择器，实现了逻辑单元可编程、I/O单元可编程和连线可编程功能，并给出了本设计各个层次的原理图和仿真时序图；本文还基于一定的假设，对本设计的速度和资源占用的性能进行了优化。 [关键词]层次化设计;EDA;自顶向下；最大时延 0引言： 在现代数字系统的设计中，EDA(电子设计自动化)技术已经成为一种普遍的工具。基于EDA技术的设计中，通常有两种设计思想，一种是自顶向下的设计思想，一种是自底向上的设计思想[1]。其中，自顶向下的设计采用层次化设计思想，更加符合人们的思维习惯，也容易使设计者对复杂系统进行合理的划分与不断的优化，因此是目前设计思想的主流。基于层次化设计思想，实现逻辑单元、I/O单元和连线可编程可以提高资源的利用效率，并且可以简化数字系统的调试过程，便于复杂数字系统的设计[2][3]。 1系统原理图构架设计 1.1系统整体设计原理 本设计用于实现数据选择器和数据分配器及其复用的I/O端口和连线的可编程却换，提高系统的资源利用效率。系统顶层原理框图如图1所示，系统拥有两个地址选择端口a0、a1，一个功能选择端口ctr，还有五路I/O复用端口。其中，地址选择端口用于决定数据选择器的数据输入端和数据分配器的数据输出端；功能选择端口用于切换数据选择器和数据分配器，以及相应的I/O端口和连线；I/O复用端口数据的输入和输出，其功能表如表一所示。 图1顶层模块原理图 表一顶层系统功能表
FPGA数字跑表
电子信息工程专业 FPGA与ASIC设计实践教程 设计报告 班级：电子信息工程1303班 学号：201315110 姓名: 田佳鑫 日期：2015年11月4日 指导老师：何英昊
目录 1系统总体方案及硬件设计 (3) 1.1设计内容 (3) 1.2 设计要求 (3) 1.3 实现要求 (3) 2各模块设计及电路图 (3) 2.1设计项目简介 (3) 2.2分块设计代码 (4) 2.3总体框图设计 (7) 2.4管脚锁定图 (8) 3课程设计体会 (8)
1系统总体方案及硬件设计 1.1 设计内容 数字跑表电路 1.2设计要求 (1)跑表的计时范围为0.01—59min59.99s。 (2)具有异步清零、启动。计时和暂停功能。 (3)输入时钟频率为100Hz。 (4)要求数字跑表的输出能够直接驱动共阴极7段数码管。 1.3 实现要求 (1)分析功能要求,划分功能模块。 (2)编写各模块的Verilog HDL语言设计程序。 (3)在QuartusⅡ软件或其他EDA软件上完成设计和仿真。 (4)根据实验装置上的CPLD/FPGA芯片，在适配时选择相应的芯片，将设计生成配置文件或JEDEC文件，然后将配置文件或JEDEC文件下载到实验装置上运行，操作实验装置上设定的功能开关，验证设计功能。 2各模块设计及电路图 2.1 设计项目简介 主控模块分别连接6个数码管显示模块和分频模块，分频模块给主控模块的计数器提供时钟源，主控模块在按键的控制下，在其中计数器的作用下输出给数码管显示装置，实现跑表功能。 振荡器 控制按键分频器计 数 器 显 示
2.2分块设计代码 （1）分频模块： module fenpin(CLK,CLK2); //输入50MHz，输出分频到1Hz input CLK; output CLK2; reg CLK2; reg[31:0] counter2; parameter N2=5000000; always@(posedge CLK) begin if(counter2==250000) begin counter2<=0; CLK2<=~CLK2; end else counter2<=counter2+1; end endmodule （2）控制模块： module sz(clk,clr,pause,msh,msl,sh,sl,mh,ml); inputclk,clr; input pause; output[3:0]msh,msl,sh,sl,mh,ml; reg[3:0]msh,msl,sh,sl,mh,ml; reg cn1,cn2; always@(posedgeclk or posedgeclr) begin if(clr) begin {msh,msl}<=8'h00; cn1<=0; end else if(!pause) begin
八选一数据选择器
1.4’b1001<<2=（6‘b100100），4’b1001>>2=（4’b0010 ）。 2、完整的条件语句将产生（组合逻辑电路）电路，不完整的条件语句将产生（时序逻辑电路）电路。 3、用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成（专用集成电路ASIC）的设计。 4、可编程器件分为（现场可编程列阵FPGA）和（复杂可编程逻辑器件 PLD） 5、系统函数和任务函数的首字符标志为（$），预编译指令首字符标志为（#）。 6、一个基本的Verilog-HDL程序由（Verilog-HDL ）模块构成。 7、EDA技术在应用设计领域主要包含哪四个方面的内容（HDL）、（PLD ）、（ EDA工具软件）、（EDA开发系统） 8、EDA技术的基本特征主要有哪5个方面：（自顶向下的设计方法）、（采用硬件描述语言）、（高层综合和优化）.（并行工程）、（开放性和标准化） 9、当前最流行的并成为IEEE标准的硬件描语言是（ VHDI ）和（ Verilog-HDL） 10、一个完整的Verilog-HDL设计模块包括：（模块关键字和模块名）、（端口列表）、（端口定义）、（功能描述）这4部分。 11Verilog-HDL模块的I/O端口声明用来声明模块端口定义中各端口数据流动方向，包括（输入端口）、（输出端口）、和（双向端口） 12、Verilog-HDL语言的三种常用的模型描述方法为（行为描述）、（数据描述）和（结构描述） 13、Verilog-HDL的数值集合由哪四种基本的值组成（ 0）、（1 ）、 x）、( z ） 14、10’hxf=（ 10’xxxxxx1111 ） 10’hzf=（ 10’zzzzzz1111 ） 15、若a=5’b10x01,b=5’b10x01,则a= =b的结果为（ X ）、a= = =b的结果为（ 1 ） 16、Wire[15:0] wire-b表示连线宽度为（16 ）位，其最高位为（15），最低位为（0）。 17、若A=5’b11011,B=5’b10101,则有&A=(0）|B=（1） ~A=（5’b00100）A&B(5’b10001) 18、若A=8’b1000_0100则A<<3的结果为（11’b10000100000）A>>3的结果为（8’b00010000） 19、对于Verilog-HDL语言中的关键字，在建模时都必须（小）写。 20、if(a) out1<=int1; else out1<=int2;当a= （1）执行out1<=int1 ；当a=（0）执行out1<=int2 二、选择题： 21、在verilog语言中整型数据与（ C ）位寄存器数据在实际意义上是相同的。 A、8 B、16 C、32 D、64 22、大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是（ C ）。 A．FPGA全称为复杂可编程逻辑器件； B．FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件； C．基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置； D．在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。 23. 子系统设计优化，主要考虑提高资源利用率减少功耗（即面积优化），以及提高运行速度（即速度优化）；指出下列哪些方法是面积优化（ B ）。 ①流水线设计②资源共享③逻辑优化④串行化 ⑤寄存器配平⑥关键路径法 A．①③⑤B．②③④C．②⑤⑥D．①④⑥ 24、下列标识符中，（A）是不合法的标识符。 A、9moon B、State0 C、Not_Ack_0 D、signall 25、下列语句中，不属于并行语句的是：（D ） A、过程语句 B、assign语句 C、元件例化语句 D、case语句 26、在verilog中，下列语句哪个不是分支语句？（ D ） A.if-else B、case C、casez D、repeat 27、下列标示符哪些是合法的（ B ） A、$time B、_date C、8sum D、mux# 28、如果线网类型变量说明后未赋值，起缺省值是（ D ） A、x B、1 C、0 D、z 29、现网中的值被解释为无符号数。在连续赋值语句中，assign addr[3:0]=-3;addr被赋予的值是（A ）
数字跑表设计说明
西南科技大学 设计报告 课程名称：基于FPGA的现代数字系统设计设计名称：基于原理图的数字跑表设计 姓名： 学号: 班级： 指导教师：
西南科技大学信息工程学院
一、实验目的 1、设计一个数字跑表，具有复位、暂停、秒表等功能 二、实验原理 1.完成一个具有数显输出的数字跑表计数器设计，原理图如下图所示。 、 数字跑表计数器原理图
任务分析: 输入端口： 1）复位信号CLR，当CLR=1，输出全部置0，当CLR=0，系统正常工作。 2）暂停信号PAUSE，当PAUSE=1，暂停计数，当PAUSE=0，正常计数。3）系统时钟CLK，CLK=50MHz 输出端口： 数码管驱动----DATA1，位宽14位，其中，DATA1[7：0]是数码管显示值，DATA1[14：8]是数码管控制端口
屏蔽未用端口---ctr，位宽是2，将未用的两个数码管显示关闭 （1）跑表的计时范围为0.01s～59min59.99s，计时精度为10ms； （2）具有异步复位清零、启动、计时和暂停功能； （3）输入时钟频率为100Hz； （4）要求数字跑表的输出能够直接驱动共阴极7段数码管显示. 按照自顶向下设计，应该分为以下模块： 分频----将下载板上50MHz时钟分频为周期是0.01秒的时钟，提供给百分计数 计数1----百分计数，输入周期是0.01秒的时钟，计数，满100进位，注意个位，十位的不同生成 计数2---60进制计数器，输入百分位，或者秒位的进位，计数，满60向高位进位，注意个位，十位的不同生成 数码管显示控制----驱动数码管数据，显示控制端口。 三、实验步骤 1、数码管显示驱动模块的设计 （1）建立工程：file->New Project，并注意器件、EDA工具的正确选择 （2）建立新Verilog HDL模块编辑窗口，选择资源类型为Verilog Module，并输入合法文件名，在文本编辑窗口输入代码。 （3）执行综合得到综合后的电路，并进行功能时序仿真。 2.计数器模块的设计 设计步骤同数码管的设计，并完成模块的设计输入、综合、功能仿真。 3.数码管和计数器组合为一个系统 用Verilog HDL将数码管和计数器组合为一个模块，完成综合、功能仿真，分析波形，修正设计。
数字跑表
清华大学 信息工程学院 课程设计报告书题目: 数字跑表 课程：数字系统设计 专业：电子信息科学与技术 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：
2014年 6月 20日 目录 1简介 (4) 1.1任务的提出 (4) 1.2方案论证 (4) 2总体设计 (5) 2.1整体方案设计和功能分割 (5) 2.2计时电路 (5) 3详细设计及仿真 (7) 3.1各功能模块的设计和实现 (7) 3.1.1控制模块 (7) 3.1.2计时器模块 (8) 3.1.3时基分频器模块 (9) 3.2软件设计 (10) 4总结 (11) 5总程序 (12) 参考文献 (15)
摘要 本设课程设计是基于FPGA的数字跑表的设计，利用VerilogHDL语言和QuartusII软件以及FPGA实验操作平台来实现的。本论文的重点是用硬件语言VerilogHDL来描述数字跑表，偏重于软件设计。大致内容是首先简单介绍了EDA的现状和前景VerilogHDL语言特点，应用平台FPGA，之后阐述了数字跑表的设计思想和大体的设计流程，最后进入本设计的核心设计部分，用VerilogHDL语言设计数字跑表电路，着重对各个模块进行了详细的分析和说明。 关键词：Verilog、HDL语言、QuartusII软件、数字秒表
1简介 1.1任务的提出 V erilog HDL语言是1983年GDA公司的Phil Moorby首创的，之后Moorby有设计了Verilog-XL仿真器获得很大成功，也使得Verilog HDL语言得到发展和推广。Verilog HDL 语言是在C语言的基础上发展而来的。从语法结构上看，Verilog HDL继承和借鉴了C语言的很多语法，两者有许多的相似之处，但Verilog HDL作为一种硬件描述语言，还是有本质的区别。即可适于可综合的电路设计，也可胜任电路和系统的仿真；能在多层次上对所设计的系统加以描述，从开关级、门级，寄存器传输级到行为级等都可以担任，而且没规模限制；灵活多变的电路描述风格，可进行行为描述，也可进行结构描述等；应用十分的广泛。QuartusⅡ软件是Atlera的CPLD/FPGA集成开发软件，具有完善的可视化设计环境，并具有标准的EDA工具接口，基于QuartusⅡ进行EDA设计开发需要以下步骤:设计输入、编译、仿真、编程与验证等。 根据设计要求，首先对数字跑表进行结构和功能的划分。计数器部分设三个输入端，分别为时钟输入（CLK），复位（CLR）和启动/暂停（PAUSE）按键。复位信号高电平有效，可对跑表异步清零；当启动/暂停键为低电平时，跑表开始计时，高电平时暂停，变低后在原来的数值基础上继续计数。然后计数器的每个位的值赋给六选一数据选择器，数据选择器选择的位值再赋给七段数码管译码器，这样就可以显示数字了。 1.2方案论证 本字跑表首先要从最低位的百分秒计数器开始，按照系统时钟进行计数。计数至100后向秒计数器仅为，秒计数器一百分秒计数器的进位位为时钟进行计数。计数至60后向分计数器进位，分计数器以秒计数器的进位位为时钟进行计数。 数字跑表巧妙地运用进位位作为时钟来减少计数的位数。如果统一使用系统时钟作为计数时钟，那秒计数器将是一个6000进制的计数器，额分计数器将是一个3600000进制的计数器。这将极大的浪费FPGA的逻辑资源。而使用进位位作为计数时钟，只需要一个100进制的计数器和两个60进制的计数器。 在实际的设计中，为了是计数器更加简单，计数器使用高低位两个计时器来实现。100进制计数器分别是最高位10进制计数器，地位10进制计数器，60进制计数器分别是高6进制计数器，低位10进制计数器。这样整个数字跑表使用6个计数器来实现。 同时由于10进制计数器重复使用了5次，可以使用独立的模块实现十进制计数器，这样就可以通过模块复用来节省整个模块使用的资源。 数字跑表提供了清零为CLR和暂停位PAUSE，百分秒的时钟信号可以通过系统时钟分频提供。分频至1/100s，即可实现真实的时间计数。详细的时钟分频设计渎职可以参考相关的资料实现。 代码中端口信号的定义: CLK:时钟信号 CLR:异步复位信号 PAUSE:暂停信号 MSH、MSL:百分秒的高位和低位 SH、SL:秒信号的高位和低位
数字跑表(电子科大)
数字跑表设计报告 学院：电子工程学院 学号：2011029180015 姓名：洪娜建 班级：电磁场5班
一系统总体设计 设计要求 设计一个数字秒表，有6个输出显示，分别为百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、分、十分，系统主要由显示译码器、分频器、十进制计数器和六进制计数器组成。整个秒表还需有一个启动/停止信号和一个复位信号，以便秒表能随意停止及启动。 要求： 1、跑表精度为0.01秒 2、跑表计时范围为：1小时 3、设置开始计时/停止计时、复位两个按钮 4、显示工作方式：用六位BCD七段数码管显示读数 5、扩展功能：锁存控制功能。 系统工作原理 数字跑表通过系统将48MHz时钟进行分频得到100Hz的秒表时钟，之后通过对时钟信号进行计数得到具体的跑表显示数值，跑表数值作为显示单元电路的输入，显示单元控制数码管动态扫描显示计数 因此，系统主要划分为：分频器，计数器，显示控制，开始\停在使能控制，清零控制，锁存控制。 原理图如下：
二单元电路设计 1.分频器 设计思路：输入信号48MHz，将其48000分频可得1KHz信号，再将1KHz信号10分频可得100Hz信号。1KHz用于显示LED扫描，100Hz用于计数器时钟。 源程序如下： entity fenpin is Port ( clk : in STD_LOGIC; clk_1k : out STD_LOGIC; clk_100 : out STD_LOGIC); end fenpin; architecture Behavioral of fenpin is signal cnt1:INTEGER RANGE 1 TO 24000; signal cnt2:INTEGER RANGE 1 TO 5; signal clk_1k_temp:STD_LOGIC:='0';
FPGA试卷+答案+超详细解答
广东技术师范学院电子与信息学院10应用电子技术教育2班 20ＸＸ—20ＸＸ学年度第(Ｘ)学期期末考试试卷科目：<
3．大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是___C___。 A.FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件； （FPGA芯片基于查找表的可编程逻辑结构） B.FPGA是全称为复杂可编程逻辑器件； (FPGA 现场可编程逻辑门阵列，CPLD才是复杂可编程逻辑器件) C.基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置； D.在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。 （MAX7000系列属CPLD结构） 4．进程中的变量赋值语句，其变量更新是___A___。 (变量（variable）是立即完成的，信号（signal）有延时) A.立即完成； B.按顺序完成； C.在进程的最后完成； D.都不对。 5．VHDL语言是一种结构化设计语言；一个设计实体（电路模块）包括实体与结构体两部分，结构体描述___D___。（结构体实现实体的功能，通过对实体的逻辑功能进行描述） A.器件外部特性； B.器件的综合约束； C.器件外部特性与内部功能； D.器件的内部功能。 6．CASE语句是___A___。（case语句时顺序语句中最重要最常用的顺序语句） A. 顺序语句 B. 并行语句 C. 其它 D.组合逻辑控制电路语句 7．LIBRARY ___A___; --库的声明 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; --库的引用，引用IEEE库中的std_logic_1164中的所有项目A. IEEE B. STD C.WORK D.ENTITY counter IS
数字电路EDA课程设计数字跑表
EDA课程设计报告书 题目：数字跑表 姓名： 班级： 学号： 成绩： 一、设计题目及要求
设计题目：数字跑表 要求：1 具有暂停，启动功能。 2 具有重新开始功能。 3 用六个数码管分别显示百分秒，秒和分钟。 二、设计过程及内容 拿到题目后，我在图书馆进行了相关书籍的查阅，首先明确了题目中设计项目要实现的功能，再进一步确定实现其功能的组成部分和使用器件，对于本次设计的总体思路,首先是设计一个控制模块，可以使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；然后，利用一个分频模块即15进制计数器得到100HZ的时钟脉冲，接入到一个100*60*60三个计数器的模块中，完成对时间的计时工作和对选时模块的输出工作，使选时模块得到对应的时间，其次将选时模块与显示模块连接，使数码管显示选中的当前时间，从而完成了这次课程设计的设计工作，进入到实现过程中去。 根据课程设计要求将设计分为5个模块： 1、控制模块，使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能； 2、分频模块，用于得到频率为100HZ的时钟脉冲； 3、计时模块，进行时间的计时，同时将当前时间输出给选时模块； 4、选时模块，从计时器得到当前时间输出给显示模块； 5、显示模块，进行时间的显示。 总图如下：
与门可控制时钟信号的输出与否，当跑表为START状态时CLK端为高电平，QA为1，时钟信号输出，当跑表为STOP状态时CLK端为低电平，QA为0，时钟信号不输出，从而实现开始和暂停的功能。REST是清零按钮，REST接到控制模块和总计时器模块的清零端，当REST为高电平时，控制模块和总计数器模块清零，跑表重新开始工作。 第二个模块：分频器模块 将74161接成15进制计数器，将1465HZ的时钟频率转换成近似于100HZ的时钟信号即所需的输入时钟信号，从而实现分频功能。将得到的时钟信号输入到总计数器模块中去。
基于fpga的四选一数据选择器和一位全加器的设计
ENTITY mux21 IS PORT(A,B,S : IN BIT; Y : OUT BIT); END ENTITY mux21; ARCHITECTURE one OF mux21 IS BEGIN Y <= A WHEN S= '0' ELSE B; END ARCHITECTURE one; ENTITY xor2 IS port(a,b : in bit; c : out BIT); end entity xor2; ARCHITECTURE one OF xor2 IS begin c <= '0' when a=b else '1' ; end ARCHITECTURE one; ENTITY mux41 IS PORT(A,B,C,D,S1,S2 : IN BIT; Y : OUT BIT); END ENTITY mux41; ARCHITECTURE ons OF mux41 IS COMPONENT mux21 PORT(A,B,S : IN BIT; Y : OUT BIT); END COMPONENT; COMPONENT xor2 port(a,b : in bit; c : out bit); END COMPONENT; SIGNAL d1,e,f : bit ; BEGIN u1 : mux21 PORT MAP(A=>A,B=>B,S=>S1,Y=>e); u2 : mux21 PORT MAP(A=>C,B=>D,S=>S2,Y=>f); u3 : xor2 PORT MAP(a=>S1,b=>S2,c=>d1); u4 : mux21 PORT MAP(A=>e,B=>f,S=>d1,Y=>Y); END ARCHITECTURE ons; （四选一）
FPGA数字跑表程序
（1）跑表的计时范围为0.01s～59min59.99s，计时精度为10ms； （2）具有异步复位清零、启动、计时和暂停功能； （3）输入时钟频率为100Hz； (4) 要求数字跑表的输出能够直接驱动共阴极7段数码管显示 /*信号定义 CLK：时钟信号； CLR：异步复位信号； PAUSE：暂停/启动信号； MSH，MSL：百分秒的高位和低位； SH，SL：秒信号的高位和低位； MH，ML：分钟信号的高位和低位。*/ module h (clk,clr,pause,msh,msl,sh,sl,mh,ml,led1,led2,led3,led4,led5,led6); input clk,clr; input pause; output [6:0]led1; output [6:0]led2; output [6:0]led3; output [6:0]led4; output [6:0]led5; output [6:0]led6; output [3:0] msh,msl,sh,sl,mh,ml; reg [6:0]led1; reg [6:0]led2; reg [6:0]led3; reg [6:0]led4; reg [6:0]led5; reg [6:0]led6; reg[3:0] msh,msl,sh,sl,mh,ml; reg cn1,cn2; //cn1为百分秒向秒的进位，cn2为秒向分的进位 //百分秒计数进程，每计满100，cn1产生一个进位1 always @(posedge clk or posedge clr) begin if(clr) //异步复位 begin {msh,msl}<=8'h00; //从00开始计数 cn1<=0; end else if(!pause) //PAUSE为0时正常计数，为1时暂时计数 begin
实验三选数据选择器实验报告
实验三选数据选择器实 验报告 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
实验三、八选一数据选择器 一、实验目的： 1.熟悉Quartus II6.0软件的使用和FPGA设计流程 2.用VHDL语言进行八选一数据选择器的设计 二、实验步骤： 一．建立文件夹：在D盘“xingming”的文件夹下建立一个名为“choice8”的文件夹。 二．建立新工程 1.双击桌面上Quartus II6.0 的图标，启动该软件。 2.通过File => New Project Wizard… 菜单命令启动新项目向导。在 随后弹出的对话框上点击Next按钮，在 What is the working directory for this project 栏目中设定新项目所使用的路径：D:\xingming\choice8；在 What is the name of this project 栏目中输入新项目的名字:choice8，点击 Next 按钮。在下一个出现的对话框中继续点击Next,跳过这步。 3.为本项目指定目标器件：选择器件系列为ACEX1K ,选择具体器件为 EP1K30TC144-3 1728 24576 ,再点击Next。在弹出的下一对话框中继续点击Next ，最后确认相关设置，点击Finish按钮，完成新项目创建。 三．设计输入 1.建立一个VHDL文件。通过 File => New 菜单命令，在随后弹出的对 话框中选择 VHDL File选项，点击 OK 按钮。通过 File => Save As 命令，将其保存，并加入到项目中。 2.在VHDL界面输入8选1数据选择器程序，然后通过File => Save
数字跑表实验报告(电子科技大学)
数字跑表设计报告 学院：物理电子学院 学号：2014040206029 姓名：刘明哲 班级：电子六班 一 系统总体设计 设计要求 设计一个数字秒表，有6个输出显示，分别为百分之一秒、十分之一秒、秒、十秒、分、十分，系统主要由显示译码器、分频器、十进制计数器和六进制计数器组成。整个秒表还需有一个启动/停止信号和一个复位信号，以便秒表能随意停止及启动。 要求： （1） 秒表计时范围为：1小时； （2） 秒表精度为0.01秒； （3） 具有开始计时、停止计时控制功能，且开始计时、停止计时为一个复用按键；
（4） 在正常计时显示过程中，能够在存储按键作用下存储某一计时时间；存储的时间组数为确定值或1至任意值； （5） 在读取按键作用下存储的时间能够回放显示;回放显示时，秒表计时可停止或在后台正常进行；回放显示可手动或自动依次显示； （6） 具有复位功能； （7） 用六位数码管显示时间读数。 系统工作原理 数字跑表通过系统将48MHz时钟进行分频得到100Hz的秒表时钟，之后通过对时钟信号进行计数得到具体的跑表显示数值，跑表数值作为显示单元电路的输入，显示单元控制数码管动态扫描显示计数 因此，系统主要划分为：分频器，计数器，显示控制，开始\停在使能控制，清零控制，存储读取功能，按键消抖。 原理图如下： 二 单元电路设计 1. 分频器 设计思路：输入信号48MHz，将其48000分频可得1KHz信号，再将 1KHz信号10分频可得100Hz信号。1KHz用于显示LED扫描，100Hz用于计数器时钟。 源程序如下： library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
实验三8选1数据选择器实验报告
实验三、八选一数据选择器 一、实验目的： 1.熟悉Quartus II6.0软件的使用和FPGA设计流程 2.用VHDL语言进行八选一数据选择器的设计 二、实验步骤： 一．建立文件夹：在D盘“xingming”的文件夹下建立一个名为“choice8” 的文件夹。 二．建立新工程 1.双击桌面上Quartus II6.0 的图标，启动该软件。 2.通过File => New Project Wizard… 菜单命令启动新项目向导。在随后弹 出的对话框上点击Next按钮，在 What is the working directory for this project 栏目中设定新项目所使用的路径：D:\xingming\choice8；在What is the name of this project 栏目中输入新项目的名字:choice8，点击 Next 按钮。在下一个出现的对话框中继续点击Next,跳过这步。 3.为本项目指定目标器件：选择器件系列为ACEX1K ,选择具体器件为 EP1K30TC144-3 1728 24576 ,再点击Next。在弹出的下一对话框中继续点击Next ，最后确认相关设置，点击Finish按钮，完成新项目创建。 三．设计输入 1.建立一个VHDL文件。通过 File => New 菜单命令，在随后弹出的对话框中 选择 VHDL File选项，点击 OK 按钮。通过 File => Save As 命令，将其保存，并加入到项目中。 2.在VHDL界面输入8选1数据选择器程序，然后通过File => Save As 命 令保存。
四．综合适配 1.选择Processing =>Start Compilation命令,检查发现无程序语法错误。 2.执行Tools =>Netlist Viewer =>RTL Viewe, 生成RTL图。 五．模拟仿真 1.在 File 菜单下，点击 New 命令。在随后弹出的对话框中，切换到 Other Files 页。选中 Vector Waveform File 选项，点击 OK 按钮。 2.选择命令 Edit=>End Time ，时间设置为30000ns , 进入到波形编辑界 面。在 Edit 菜单下，点击Insert Node or Bus… 命令,或在结点名字区连续双击鼠标左键两次，在新出现的框图中点击Node Finder出现结点查找器窗口搜索结点名, 在上一个框图中点击 Node Finder… 按钮后，打开Node Finder 对话框。点击 List 按钮，列出电路所有的端子。点击 >> 按钮，全部加入。点击 OK 按钮，确认。 3.回到 Insert Node or Bus 对话框，点击 OK 按钮，确认。 4.编辑输入激励信号波形.选中 a 信号，在 Edit 菜单下，选择 Value => Clock… 命令。在随后弹出的对话框的 Period 栏目中设定参数为10ns，点击 OK 按钮，重复前面的操作，设置输入信号b的参数为20ns ，c信号的参数为30ns，d信号的参数为40ns，e信号的参数为50ns，f信号的参数为60ns，g信号的参数为70ns，h信号的参数为80ns，输入激励信号波形编辑完毕。同样的，s[0]、s[1]、s[2]的参数分别设置为10ns、20ns、30ns。 5.功能仿真：(1)Processing=>Generate Functional Simulation Netlist
数字跑表的设计与仿真
EDA设计与应用课程设计:数字跑表的设计与仿真学院：机械与电子工程学院 专业：电子科学与技术 班级：1221402 学号：201220140223 姓名：杨卡 2014年11月
一、实验目的: 1) 进一步学习更复杂的EDA项目设计，更熟练地掌握VHDL语言设计。 2) 学习动态数码管的VHDL编程。 3) 更加熟练计时显示、进位和校时的编程方法。 二、实验要求： 1)设计一个具有、‘分’、‘秒’、‘1/100秒’的十进制数字显示的数字跑表。 2)要有外部开关，控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续计时功能。 三、实验内容： 1)数字跑表功能：计时精度10ms，计时范围为59分59.99秒。设置两种模式，模式一：对单个人计数，能实现暂停、显示及清零功能，并在数码管上实时显示；模式2：实现对多个人的同时计时，在数码管上实时显示，并能在液晶显示屏上回显出6个时间，可控制显示。 2)数字跑表分模块设计：数字跑表设置如下的子模块。分频模块；模式1控制模块；模式2控制模块；计时模块；数码管译码模块；液晶译码模块；液晶显示模块。百分秒、秒和分等信号即采用BCD译码计数方式，根据上述设计要求，用Verilog对数字跑表的描述如下。仍然采用引脚属性定义语句进行引脚的锁定。 四、设计程序（此处只写出与课本中不同的部分） 为了便于显示，百分秒、秒和分钟信号皆采用BCD码计数方式，并直接输出到6个数码管显示出来。根据上述设计要求，用Verilog HDL语言对数字跑表描述如下。 /*信号定义： CLK: 时钟信号； CLR: 异步复位信号； PAUSE: 暂停信号； MSH,MSL: 百分秒的高位和低位； SH,SL：秒的高位和低位； MH,ML: 分钟的高位和低位。 */ module paobiao(CLK,CLR,PAUSE,MSH,MSL,SH,SL,MH,ML); input CLK,CLR,PAUSE; output[3:0] MSH,MSL,SH,SL,MH,ML; reg[3:0] MSH,MSL,SH,SL,MH,ML;
8选1数据选择器74LS151
8选1数据选择器74L S15 1 74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图所示，功能见表。? 选择控制端（地址端）为C～A，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y，G为使能端，低电平有效。 （1）使能端G＝1时，不论C～A状态如何，均无输出（Y＝0，W＝1），多路开关被禁止。838电子（2）使能端G＝0时，多路开关正常工作，根据地址码C、B、A的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Y。 如：CBA＝000，则选择D0数据到输出端，即Y＝D0。新艺图库 如：CBA＝001，则选择D1数据到输出端,即Y＝D1，其余类推。工作原理ab126计算公式大全 74LS151功能表: 在数字系统中，往往要求将并行输出的数据转换成串行输出，用数据选择器很容易完成这种转换。例如将四位的并行数据送到四选一数据选择器的数据端上，然后在A1，A0地址输入端周期性顺序给出00 01 10 11,则在输出端将输出串行数据，不断重复。 数据选择器除了能从多路数据中选择输出信号外，还可以实现并行数据到串行数据的转换，作函数发生器等。 1.逻辑特性 (1) 逻辑功能：从多路输入中选中某一路送至输出端，输出对输入的选择受选择控制量控制。通常，对于一个具有2n路输入和一路输出的多路选择器有n个选择控制变量，控制变量的每种取值组合对应选中一路输入送至输出。 (2) 构成思想: 多路选择器的构成思想相当于一个单刀多掷开关，即 数据选择器的原理 o74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图3－2，功能如表3－1。 选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择 一个需要的数据送到输出端Q，为使能端，低电平有效。
数字跑表设计
课程设计 设计题目：数字跑表设计 学生学院：信息科学与工程学院专业班级：通信工程10-1 学生姓名：袁睿泽 学生学号：20101302041 指导老师：王建英 完成时间：2012年6月23日
目录 引言 (3) 1设计意义及要求 (4) 1.1设计意义 (4) 1.2设计要求 (4) 2方案设计 (5) 2.1设计思路 (5) 2.2设计方案 (4) 2.2.1设计方案电路图 (5) 3部分电路设计 (6) 3.1脉冲输出电路 (6) 3.2 74LS192计数电路 (7) 3.3译码及显示电路 (9) 4调试与检测 (10) 4.1调试中故障及解决方案 (11) 4.2调试与运行结果 (12) 数字跑表的仿真操作步骤及使用说明 (14) 5 DXP电路仿真 (14) 设计心得 (19) 参考文献 (20)
引言 在当今随着各个领域的高科技快速发展，社会生产力的发展个社会信息化程度的提高，人们各方面综合素质的提高，世界更新换代的节奏与人们生活的步伐也越来越快，在这告诉发展的当今世界，时间对人们来说无疑是极其宝贵的，时间就是金钱。 随着人们各方面素质的提高，不仅科学领域得到了飞速发展，在当今世界体育领域也飞速发展，运动员们都朝着“更高、更快、更强”目标发展，特别是短跑比赛要求计时器要有足够的精度，这样就出现了本课题研究的数字跑表，用以测量完场某项体育运动所用时间。用于径赛、游泳、自行车、赛马等对计时器精度要求在百分之一秒。当今世界的电子科技发展迅猛，其中单片机就是很好的例子，高性能、低功耗、低价格等特性极大丰富了市场。但为了实践我们的理论知识，使理论与实践相结合本设计不采用单片机技术，而用简单的电器元件组成。数字钟是一种数字电路技术是实现的时分秒及时装置，与机械式时钟相比具有更高的精准性和直观性，且无机械装置具有更长的使用寿命，因此得到广泛使用。钟表的数字化给人们生活带来了极大方便，而且大大扩展了钟表元原先的报时功能，因此研究数字钟及扩大其应用，具有非常现实的意义。 关键词:数字跑表，芯片，数码显示管
多路数据选择器
基于FPGA的多路数据采集器的设计 李庭武李本印 （陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳745000） 摘要：数据采集是从一个或多个信号获取对象的过程，它是计算机与外部物理世界连接的桥梁，尤其在恶劣的数据采集环境中得到广泛应用。本课题主要研究利用FPGA把采集到的八路模拟信号电压分别转换成数字信号，在数码管上实时显示电压值，并且与计算机运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。 关键词：FPGA；模数转换；数码显示管；键盘；设计 Design of multi-channel data terminal Based on FPGA Li Tingwu Li Benyin (Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China) Abstract: Data acquisition is a process that access to the object from the one or more signal, it is the bridge between the computer and the external physical world, and especially widely applied in data acquisition in harsh environment . This essay mainly studies on the usage of FPGA to collect the eight analog signals that are converted to digital voltage signal, digital tube display real-time voltage value. Connecting with the computer running software oscilloscope so that to realize the voltage data sending and receiving function. Keywords: FPGA; analog-to-digital converting chip; digital display tube; keyboard; design
数字跑表_verilog
数字跑表 1信号定义 输入：clk：时钟信号，50M； clear：异步复位信号； pause：暂停信号； mode_select：模式选择。 输出：mode_out：模式输出 disp_ms_l_seg,disp_ms_h_seg：百分秒的高位和低位； disp_sec_l_seg,disp_sec_h_seg：秒信号的高位和低位； disp_min_l_seg,disp_min_h_seg：分钟信号的高位和低位； disp_hour_l_seg,disp_hour_h_seg：时钟信号的高位和低位。 2 功能实现 1、显示0.01秒～1小时的秒表。 2、具有启动/停止按键pause和清零按键clear。 3、利用DE2开发板中提供的50MHz信号做为时钟信号。 4、计数结果在DE2中提供的数码管中显示。 5.计时时间在0.01秒~24小时范围内。 6.增加了一个功能按键mode_select，可以在单道和双道模式之间切换。 7.可以双道计时。 8.在双道模式显示时，可以切换两道的计时结果。 3 程序思路 输入为三个按键，分别为功能按键（mode_select）、启动停止按键（pause）和清零按键（clear）；输出为八位数码管的时间显示，分别显示小时、分钟、秒和百分秒。 两个模式：单道模式（mode0）和双道模式（mode1）。 单道模式（mode0）：按pause按键时，启动秒表计时，以后每按一次秒表就在启动和停止之间切换，同时数码管会显示计时器中的数值；当按下clear键时，计数器和显示都清零，并且停止计数。 双道模式（mode1）：在单道模式（mode0）下按一次mode_select键就切换到双道模式（mode1）。在双道模式（mode1）下，第一次按pause按键时，启动秒表计时；第二次按pause按键时，其中一道结束计时，并把此时的时间按存储起来，同时秒表还在继续计时；第三次按pause按键时，秒表停止计时，并把此时的时间存储起来，表示另一道结束；以后每按一次pause按键数码管输出显示就在两道计时结果之间切换；按下clear键时计数器清零，数码管显示清零；此时按下mode_select键可以切换到单道模式（mode0）。 本程序将各个功能单元用不同的模块写出来，一共有7个模块，分别是顶层模块、分频模块、模式转换模块、按键处理模块、时间计数主模块（包括小时计