FPGA 按键计数 按下key1按键 数码管显示1 再按显示2 的代码 DUT TB文件

FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，通常用于嵌入式系统设计中，可以实现定制化的硬件功能。对于按键计数并控制数码管显示的功能，我们需要编写硬件描述语言（如Verilog或VHDL）描述数字输入、存储计数以及数码管驱动部分，并创建DUT（Design Under Test）模型以及测试 bench（TB）文件。

首先，让我们简述一下关键步骤：

1. **DUT（Design Under Test）** - 设计模块：
- **按键输入模块**: 使用寄存器或触发器记录key1按键的状态，每当key1按下，对应位置1。
- **计数模块**: 当key1保持按下时，计数值加1。如果其他条件满足（比如另一个按键释放），清零计数。
- **数码管驱动模块**: 根据计数值选择对应的数码管段码显示，例如0表示显示'1'，1表示显示'2'等。

module KeypadCounter (
    input key1 : in std_logic,
    output [7:0] display : out std_logic_vector
);

--... (省略具体结构和过程)

end KeypadCounter;

2. **TB（Test Bench）文件** - 测试用例：
- 初始化电路和设置按键状态。
- 模拟按键事件，检查计数是否正确更新。
- 验证数码管显示是否正确。

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity KeypadCounter_TB is
    -- ... (省略实体引用)
end KeypadCounter_TB;

architecture Behavioral of KeypadCounter_TB is
    signal key1 : std_logic := '0';
    signal display_count : natural := 0;

begin

    -- ... (省略信号赋值和进程声明)
    
    process
        variable clk : time := 0 ns;
    begin
        repeat
            -- 按键操作模拟
            if rising_edge(clk) then
                if key1 = '1' and rising_edge(key1) then
                    -- 更新计数
                    display_count <= display_count + 1;
                end if;
            end if;
            
            -- ... (数码管显示逻辑模拟)
            
            clk := clk + 1 ns; -- 假设系统时钟周期为1ns
        loop
            -- ... (等待特定条件，如计数达到指定值停止）
        end loop;
        
        wait for 100 us; -- 测试结束延迟
    end process;

end Behavioral;