使用verilog设计一个可记录60秒时长的秒表,具有两个控制按键k0和k1,基本功能如下:(1)按下k0,计时开始;再次按下k0, 计时暂停;再次按下k0, 计时继续。 (2)计时开始后,按下k1,显示暂停,即显示的数字冻结,内部仍在计时;再次按下k1,显示更新为新的计时时间,仍然冻结,内部仍继续计时。 (3)计时暂停时,按下k1,计时复位清零。 (4)冻结显示时,按下ko,恢复正常显示.5)使用七段译码器在数码管上显示时间

时间: 2024-03-24 18:40:25 浏览: 8
好的,这是一个比较复杂的Verilog设计题目,需要考虑到时序控制和状态转移等问题。以下是我给出的一个可能的设计方案: ```verilog module stopwatch( input clk, // 时钟信号 input k0, // 开始/暂停/继续按键 input k1, // 暂停/复位按键 output reg [6:0] seg // 七段数码管输出 ); reg [5:0] cnt_sec = 0; // 秒计数器,最高可以计到59 reg [5:0] cnt_min = 0; // 分钟计数器,最高可以计到59 reg [5:0] freeze_sec = 0; // 冻结时的秒计数器 reg [5:0] freeze_min = 0; // 冻结时的分钟计数器 reg [1:0] state = 0; // 状态机状态 // 状态机 always @(posedge clk) begin case (state) 0: // 初始状态 if (k0) begin state <= 1; end 1: // 计时状态 if (k0) begin state <= 2; end else if (k1) begin state <= 3; end else begin cnt_sec <= cnt_sec + 1; if (cnt_sec == 60) begin cnt_sec <= 0; cnt_min <= cnt_min + 1; end end 2: // 暂停状态 if (k0) begin state <= 1; end else if (k1) begin state <= 3; end 3: // 复位状态 cnt_sec <= 0; cnt_min <= 0; freeze_sec <= 0; freeze_min <= 0; if (!k1) begin state <= 0; end endcase end // 数码管输出 always @(posedge clk) begin case (state) 0, 3: // 初始状态和复位状态,输出0 seg <= 7'b0000001; 1: // 计时状态 if (k1) begin // 冻结显示 freeze_sec <= cnt_sec; freeze_min <= cnt_min; end if (freeze_sec != 0 || freeze_min != 0) begin // 冻结状态 if (k0) begin // 恢复正常显示 freeze_sec <= 0; freeze_min <= 0; end // 显示冻结时的时间 case (freeze_sec) 0: seg <= 7'b0111111; 1: seg <= 7'b0000110; 2: seg <= 7'b1011011; 3: seg <= 7'b1001111; 4: seg <= 7'b1100110; 5: seg <= 7'b1101101; 6: seg <= 7'b1111101; 7: seg <= 7'b0000111; 8: seg <= 7'b1111111; 9: seg <= 7'b1101111; default: seg <= 7'b1111110; endcase end else begin // 正常状态 // 显示当前时间 case (cnt_sec) 0: seg <= 7'b0111111; 1: seg <= 7'b0000110; 2: seg <= 7'b1011011; 3: seg <= 7'b1001111; 4: seg <= 7'b1100110; 5: seg <= 7'b1101101; 6: seg <= 7'b1111101; 7: seg <= 7'b0000111; 8: seg <= 7'b1111111; 9: seg <= 7'b1101111; default: seg <= 7'b1111110; endcase // 显示冒号 if (cnt_sec % 2 == 0) begin seg[6] <= 1; end else begin seg[6] <= 0; end // 显示分钟 case (cnt_min) 0: seg[13:7] <= 7'b0111111; 1: seg[13:7] <= 7'b0000110; 2: seg[13:7] <= 7'b1011011; 3: seg[13:7] <= 7'b1001111; 4: seg[13:7] <= 7'b1100110; 5: seg[13:7] <= 7'b1101101; 6: seg[13:7] <= 7'b1111101; 7: seg[13:7] <= 7'b0000111; 8: seg[13:7] <= 7'b1111111; 9: seg[13:7] <= 7'b1101111; default: seg[13:7] <= 7'b1111110; endcase end 2: // 暂停状态,显示冻结的时间 case (freeze_sec) 0: seg <= 7'b0111111; 1: seg <= 7'b0000110; 2: seg <= 7'b1011011; 3: seg <= 7'b1001111; 4: seg <= 7'b1100110; 5: seg <= 7'b1101101; 6: seg <= 7'b1111101; 7: seg <= 7'b0000111; 8: seg <= 7'b1111111; 9: seg <= 7'b1101111; default: seg <= 7'b1111110; endcase endcase end endmodule ``` 这个设计方案使用了一个状态机来控制秒表的状态转移。初态为0,即初始状态,此时等待开始按键k0的触发。当k0被按下后,进入状态1,即计时状态,计时器开始计时。再次按下k0,进入状态2,即暂停状态,计时器暂停计时。再次按下k0,回到状态1,继续计时。当k1被按下,进入状态3,即复位状态,计时器清零。当复位完成后,返回到初始状态0。 在计时状态1中,如果按下了k1,进入冻结状态。此时,计时器的内部计时仍然在进行,但是数码管上显示的数字被冻结了。再次按下k1,回到计时状态1,数码管上的数字更新为当前时间,仍然冻结。 为了实现以上功能,我们需要使用几个计数器来记录当前时间和冻结状态下的时间,判断当前状态和按键的触发事件,以及使用七段译码器来将计数器输出转换为数码管上的七段码输出。注意,由于时钟信号的频率较高,所以需要注意时序控制,避免出现意外的状态转移和显示错误。 以上代码仅供参考,可能存在一些问题和不足之处,需要根据具体需求进行修改和优化。

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