进行一个verilog设计 I. 电路使用一个 LED 作为视觉刺激指示灯; J. 当按下 clear 键时,电路回到初始状态,七段数码管给出一个初始显示,同时 LED 指 示灯熄灭; K. 当按下 start 键,七段数码管熄灭,固定或随机间隔一段时间(时长不超过 6s)之后,LED 指示灯被点亮,同时计数器开始计数。计数器每 1ms 加 1,它的值以 XXX 的格式显示 在数码管上; L. 被测试者看到 LED 指示灯点亮后,立即按下 stop 键,此时计数器暂停计数,数码管 显示的就是被测试者的反应时间。大多数人的反应时间在 0.15-0.3s 之间; M. 如果不按下 stop 键,计时器达到 999 之后停止计数; N. 如果 LED 指示灯点亮前,按下 stop 键,被视为犯规,数码管上应给出犯规指示; O. 若连续进行多次测试,至少存储 10 组测试结果并可查看; P. 可查看测试者的最长时间和最短时间
时间: 2024-03-21 22:42:03 浏览: 117
好的,我可以为你提供一个verilog的设计方案。首先,我们需要使用FPGA或ASIC来实现这个电路。然后,我们需要连接一个七段数码管和一个LED指示灯。在verilog中,我们可以使用模块来实现这个电路,模块的输入输出如下:
```verilog
module reaction_timer(
input clk, //时钟信号
input rst, //复位信号
input clear, //清除信号
input start, //开始信号
input stop, //停止信号
input led, //LED指示灯
output reg [2:0] seg, //数码管
output reg dp //数码管小数点
);
```
这个模块有时钟信号、复位信号、清除信号、开始信号、停止信号、LED指示灯和数码管等输入,以及数码管和数码管小数点等输出。接下来,我们可以定义一些内部信号,如计数器、计时器、测试结果等。
```verilog
reg [9:0] counter = 0; //计数器
reg [15:0] timer = 0; //计时器
reg [9:0] reaction_time = 0; //反应时间
reg [3:0] test_count = 0; //测试次数
reg [3:0] test_index = 0; //测试结果索引
reg [9:0] test_results [0:9]; //测试结果数组
```
计数器是一个10位的寄存器,用于计算1ms的时间间隔。计时器是一个16位的寄存器,用于记录LED指示灯点亮后的时间。反应时间是一个10位的寄存器,用于记录测试者的反应时间。测试次数是一个4位的寄存器,用于记录已经进行的测试次数。测试结果索引是一个4位的寄存器,用于记录当前测试结果在数组中的位置。测试结果数组是一个10个元素的数组,用于存储测试结果。
接下来,我们可以开始实现具体的功能。当按下clear键时,电路回到初始状态,七段数码管给出一个初始显示,同时LED指示灯熄灭。这个功能可以在模块中使用一个always块中的if语句实现。
```verilog
always @ (posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
counter <= 0;
timer <= 0;
reaction_time <= 0;
test_count <= 0;
test_index <= 0;
test_results <= '{10{10'd0}};
seg <= 3'b111;
dp <= 1'b1;
led <= 1'b0;
end
else if (clear) begin
counter <= 0;
timer <= 0;
reaction_time <= 0;
seg <= 3'b111;
dp <= 1'b1;
led <= 1'b0;
end
else begin
//其他操作
end
end
```
当按下start键时,LED指示灯被点亮,同时计数器开始计数。计数器每1ms加1,它的值以XXX的格式显示在数码管上。这个功能可以使用一个状态机来实现。在状态机中,我们可以定义两个状态,分别为等待状态和计时状态。在等待状态下,LED指示灯熄灭,七段数码管显示初始值,等待开始信号。在计时状态下,LED指示灯点亮,七段数码管显示计数器的值,计数器开始计数。计数器的值以XXX的格式显示在数码管上,我们需要实现一个BCD码转换器来将计数器的值转换成BCD码。
```verilog
reg [2:0] state = 3'b000; //状态机状态
always @ (posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
state <= 3'b000;
//其他操作
end
else if (clear) begin
state <= 3'b000;
//其他操作
end
else begin
case (state)
3'b000: begin //等待状态
led <= 1'b0;
seg <= {seg[6], seg[5], seg[4]};
dp <= 1'b1;
if (start) begin
timer <= 0;
test_count <= test_count + 1;
state <= 3'b001;
end
end
3'b001: begin //计时状态
led <= 1'b1;
seg <= {counter[9], counter[8], counter[7]};
dp <= 1'b0;
if (timer == 16'd6000) begin //时长不超过6s
reaction_time <= 10'd999; //超时,反应时间为999
test_results[test_index] <= reaction_time;
test_index <= test_index + 1;
state <= 3'b000;
end
else if (led == 1'b0) begin //LED指示灯点亮
reaction_time <= timer[9:0];
test_results[test_index] <= reaction_time;
test_index <= test_index + 1;
state <= 3'b002;
end
timer <= timer + 1;
end
3'b002: begin //等待停止状态
led <= 1'b0;
seg <= {reaction_time[9], reaction_time[8], reaction_time[7]};
dp <= 1'b1;
if (stop) begin
state <= 3'b000;
end
end
endcase
counter <= counter + 1;
end
end
```
当被测试者看到LED指示灯点亮后,立即按下stop键时,计时器暂停计数,数码管显示的就是被测试者的反应时间。大多数人的反应时间在0.15-0.3s之间。如果不按下stop键,计时器达到999之后停止计数。如果LED指示灯点亮前按下stop键,则被视为犯规,数码管上应给出犯规指示。这些功能可以在状态机中的计时状态和等待停止状态中实现。
如果连续进行多次测试,至少存储10组测试结果并可查看。可查看测试者的最长时间和最短时间。这些功能可以在模块中实现,使用一个计数器来记录测试次数,使用一个数组来存储测试结果,使用一个排序器来计算最长时间和最短时间。
```verilog
reg [9:0] max_time = 0; //最长时间
reg [9:0] min_time = 10'd1000; //最短时间
always @ (posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
max_time <= 0;
min_time <= 10'd1000;
//其他操作
end
else if (clear) begin
max_time <= 0;
min_time <= 10'd1000;
//其他操作
end
else begin
//其他操作
if (test_count == 10) begin //存储10组测试结果
max_time <= test_results.max;
min_time <= test_results.min;
end
end
end
```
这样,我们就完成了verilog设计方案。需要注意的是,这只是一个大致的方案,具体的实现可能还需要进行一些调整和优化。
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