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 14:40:25 浏览: 43
设计一块数字秒表,能够精确反映计时时间,并完成复位、计时功能 秒表计时的最大范围为1小时,精度为0.01秒,并可显示计时时间的分
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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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