1)设计并实现一个随机数生成和显示电路，在数码管DISP2-DISP0上每2秒切换显示一个0~999之间的三位随机数字，同时在数码管DISP7-DISP3上稳定显示自己的班级和班内序号，如201班6号同学显示“20106”； 2)系统具有复位功能，复位后数码管DISP2-DISP0显示“000”，显示的“000” 保持2秒后，再开始每2秒切换显示新的三位随机数，而 DISP7-DISP3显示内容不变； 3)要求使用按键btn进行复位，每次复位后重新显示的第一个随机数不能重复。给出对实验任务的理解与思考

这是一个数字电路设计与实现的任务，需要使用数字电路芯片和其他相关电子元器件来实现。对于第一个问题，可以使用随机数生成器产生每2秒一个0~999之间的三位随机数字，并将其转换成数字电路可识别的信号，然后通过控制数码管显示电路实现在DISP2-DISP0上的显示。同时，通过将班级和班内序号转换成数字电路可识别的信号，也可以实现在DISP7-DISP3上的稳定显示。

对于第二个问题，需要实现复位功能，可以使用按键btn来触发复位，当按下该按键时，需要将显示的随机数清零，并且确保重新显示的第一个随机数不能重复。可以使用一个计数器来记录已经显示的随机数，当复位时，将计数器清零，并重新产生随机数，直到产生的随机数与计数器所记录的数不重复为止。

在实现这个任务时，需要对数字电路的基本原理和常用电子元器件有一定的了解，同时也需要掌握数字电路设计与仿真软件，比如Proteus等，以便进行电路的设计和模拟。此外，还需要具备一定的编程能力，以便进行程序代码的编写和调试。

相关问题

1)设计并实现一个随机数生成和显示电路，在数码管DISP2-DISP0上每2秒切换显示一个0~999之间的三位随机数字，同时在数码管DISP7-DISP3上稳定显示自己的班级和班内序号，如201班6号同学显示“20106”； 2)系统具有复位功能，复位后数码管DISP2-DISP0显示“000”，显示的“000” 保持2秒后，再开始每2秒切换显示新的三位随机数，而 DISP7-DISP3显示内容不变； 3)要求使用按键btn进行复位，每次复位后重新显示的第一个随机数不能重复。给出对实验任务的理解思考和设计思路

这是一个数字电路设计与实现的任务，需要使用数字电路芯片和其他相关电子元器件来实现。以下是我对实验任务的理解和设计思路：

1. 随机数生成和显示电路的设计与实现

我们可以使用电子元器件，如随机数发生器、计数器、数字转换芯片和数码管等来实现随机数生成和显示电路。具体思路如下：

- 通过随机数发生器产生0~999之间的三位随机数字
- 通过数字转换芯片将三位随机数字转换成可识别的数字信号
- 通过计数器实现每2秒切换一次随机数
- 通过数码管驱动芯片实现在DISP2-DISP0上的显示

同时，在DISP7-DISP3上稳定显示自己的班级和班内序号，可以通过数字转换芯片将班级和班内序号转换成数字信号，然后通过数码管驱动芯片实现在DISP7-DISP3上的稳定显示。

2. 复位功能实现

为了实现复位功能，可以使用按键btn来触发复位。具体思路如下：

- 当按下btn按键时，通过数字电路将其转换成可识别的数字信号
- 通过数字转换芯片将数字信号转换成相应的控制信号
- 将计数器清零
- 将随机数显示清零，即在DISP2-DISP0上显示“000”
- 等待2秒后，重新开始每2秒切换显示随机数，直到产生的随机数与计数器所记录的数不重复为止

3. 设计思路

基于以上思路，我们可以使用以下电子元器件来实现该数字电路：

- 随机数发生器芯片
- 计数器芯片
- 数字转换芯片
- 数码管驱动芯片
- 按键btn

具体实现步骤如下：

1. 随机数生成电路设计

- 使用随机数发生器芯片产生0~999之间的三位随机数字
- 使用计数器芯片实现每2秒切换一次随机数，同时使用数字转换芯片将三位随机数字转换成可识别的数字信号
- 使用数码管驱动芯片实现在DISP2-DISP0上的显示，将转换后的数字信号输入到数码管驱动芯片的输入端

2. 班级和班内序号显示电路设计

- 使用数字转换芯片将班级和班内序号转换成可识别的数字信号
- 使用数码管驱动芯片实现在DISP7-DISP3上的稳定显示，将转换后的数字信号输入到数码管驱动芯片的输入端

3. 复位电路设计

- 使用按键btn作为复位触发器
- 使用数字转换芯片将按键btn转换成可识别的数字信号
- 将计数器清零，将随机数显示清零，即在DISP2-DISP0上显示“000”
- 等待2秒后，重新开始每2秒切换显示随机数，直到产生的随机数与计数器所记录的数不重复为止

通过以上步骤，我们可以实现所需的随机数生成和显示电路，并且具备复位功能。

.用VHDL写出在DISP7-DISP3数码管上显示20413 2. 设计并生成一个随机数生成电路，每两秒生成一个0~999之间的随机数，并且在数码管DISP2-DISP0上显示生成的随机数。 3. 为系统设置一个复位键，复位后数码管DISP2~DISP0上显示”000”,2秒后生成并且显示随机数，并且使用复位键进行复位，

1. VHDL代码如下：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;

entity display is
    port(
        clk: in std_logic;  -- 输入时钟信号
        reset: in std_logic;  -- 复位信号
        data_in: in unsigned(15 downto 0);  -- 输入数据
        seg: out std_logic_vector(6 downto 0);  -- 数码管段选信号
        dig: out std_logic_vector(3 downto 0)  -- 数码管位选信号
    );
end entity;

architecture behavior of display is

    signal cnt: integer range 0 to 4999 := 0;  -- 计数器，用于分频
    signal num: unsigned(3 downto 0) := (others => '0');  -- 当前显示的数码管
    signal data_out: unsigned(3 downto 0);  -- 当前显示的数值

begin

    process(clk, reset) is
    begin
        if reset = '1' then  -- 复位
            cnt <= 0;
            num <= (others => '0');
            data_out <= (others => '0');
            seg <= (others => '1');
            dig <= "1110";  -- DISP3-DISP0 数码管关闭
        elsif rising_edge(clk) then  -- 时钟上升沿
            if cnt = 4999 then  -- 2秒计数
                cnt <= 0;
                num <= num + 1;
                if num > 3 then
                    num <= (others => '0');
                end if;
            else
                cnt <= cnt + 1;
            end if;
            case num is  -- 根据当前显示的数码管选择输出数值
                when "0000" =>
                    data_out <= data_in(3 downto 0);
                    dig <= "0111";  -- 选择 DISP7 数码管
                when "0001" =>
                    data_out <= data_in(7 downto 4);
                    dig <= "1011";  -- 选择 DISP6 数码管
                when "0010" =>
                    data_out <= data_in(11 downto 8);
                    dig <= "1101";  -- 选择 DISP5 数码管
                when "0011" =>
                    data_out <= data_in(15 downto 12);
                    dig <= "1110";  -- 选择 DISP4 数码管
            end case;
        end if;
    end process;

    seg <= "0111111" when data_out = 0 else  -- 数值为0时显示0
           "0000110" when data_out = 1 else
           "1011011" when data_out = 2 else
           "1001111" when data_out = 3 else
           "1100110" when data_out = 4 else
           "1101101" when data_out = 5 else
           "1111101" when data_out = 6 else
           "0000111" when data_out = 7 else
           "1111111" when data_out = 8 else
           "1101111" when data_out = 9;
           -- 根据数值选择不同的段选信号

end architecture;

2. 随机数生成电路的VHDL代码如下：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;

entity random_generator is
    port(
        clk: in std_logic;  -- 输入时钟信号
        reset: in std_logic;  -- 复位信号
        data_out: out unsigned(9 downto 0) := (others => '0')  -- 输出随机数
    );
end entity;

architecture behavior of random_generator is

    signal cnt: integer range 0 to 49999999 := 0;  -- 计数器，用于分频
    signal seed: unsigned(9 downto 0) := (others => '0');  -- 随机数种子

begin

    process(clk, reset) is
        variable temp: unsigned(9 downto 0);
    begin
        if reset = '1' then  -- 复位
            cnt <= 0;
            seed <= (others => '0');
            data_out <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then  -- 时钟上升沿
            if cnt = 49999999 then  -- 2秒计数
                cnt <= 0;
                temp := seed xor (seed(2) xor seed(6));
                seed <= temp;
                data_out <= temp;
            else
                cnt <= cnt + 1;
            end if;
        end if;
    end process;

end architecture;

3. 系统的VHDL代码如下：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;

entity system is
    port(
        clk: in std_logic;  -- 输入时钟信号
        reset: in std_logic;  -- 复位信号
        data_in: in unsigned(15 downto 0);  -- 输入数据
        disp: out std_logic_vector(20 downto 0) := (others => '1');  -- 数码管显示
        key: in std_logic  -- 复位键
    );
end entity;

architecture behavior of system is

    signal num: unsigned(3 downto 0) := (others => '0');  -- 当前显示的数码管

begin

    display_inst: entity work.display
        port map(
            clk => clk,
            reset => reset,
            data_in => data_in,
            seg => disp(6 downto 0),
            dig => disp(20 downto 16)
        );

    random_generator_inst: entity work.random_generator
        port map(
            clk => clk,
            reset => reset or key,  -- 使用复位键进行复位
            data_out => disp(13 downto 4)
        );

    process(clk, reset) is
    begin
        if reset = '1' then  -- 复位
            num <= (others => '0');
            disp(3 downto 0) <= "0000";
            disp(20 downto 4) <= (others => '1');
        elsif rising_edge(clk) then  -- 时钟上升沿
            if key = '1' then  -- 复位键按下
                num <= (others => '0');
                disp(3 downto 0) <= "0000";
                wait for 2 sec;
                disp(20 downto 4) <= (others => '1');
            else
                if num = "0011" then  -- 显示完最后一个数码管后等待2秒
                    wait for 2 sec;
                end if;
                num <= num + 1;
            end if;
        end if;
    end process;

end architecture;

function sec2time(constant sec: integer) return time is
begin
    return sec * 1 sec;
end function;
-- 定义将秒转换为时间的函数