实现一个按键控制的计数器,计数值在6位7段数码管上以十进制形式显示,按键1、2、3按一次可让结果分别加1,10,100,按复位键可使结果清零。 要求: 用VerilogHDL实现所有需要的底层模块 顶层文件必须是原理图文件 按键须具备消抖功能,按1次对应位基本不出现>1的跳变 第一位有效数字左侧的0不显示,例如1000不能显示为001000
时间: 2023-07-14 22:13:10 浏览: 102
这是一个比较复杂的设计,需要使用VerilogHDL实现多个模块。下面是一个可能的设计,仅供参考。
首先,我们需要一个按键模块,它可以检测按键的状态,并消除按键的抖动。这个模块可以使用一个状态机来实现,如下所示:
```verilog
module debounce(
input clk,
input rst,
input btn,
output reg debounced
);
reg [1:0] state;
parameter IDLE = 2'd0;
parameter PREP = 2'd1;
parameter DEBOUNCING = 2'd2;
parameter RELEASED = 2'd3;
always @(posedge clk, posedge rst) begin
if (rst) begin
state <= IDLE;
debounced <= 1'b0;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (btn == 1'b0) begin
state <= PREP;
end else begin
state <= IDLE;
debounced <= 1'b0;
end
end
PREP: begin
if (btn == 1'b0) begin
state <= DEBOUNCING;
end else begin
state <= IDLE;
debounced <= 1'b0;
end
end
DEBOUNCING: begin
if (btn == 1'b0) begin
state <= DEBOUNCING;
end else begin
state <= RELEASED;
debounced <= 1'b1;
end
end
RELEASED: begin
state <= IDLE;
debounced <= 1'b0;
end
endcase
end
end
endmodule
```
这个模块有四个状态:IDLE,PREP,DEBOUNCING和RELEASED。在IDLE状态下,如果按键被按下,则进入PREP状态;否则保持在IDLE状态。在PREP状态下,如果按键被释放,则进入DEBOUNCING状态;否则返回到IDLE状态。在DEBOUNCING状态下,如果按键被按下,则保持在DEBOUNCING状态;否则进入RELEASED状态,并输出一个debounced信号表示按键已经被稳定地按下。最后,在RELEASED状态下,返回到IDLE状态。
接下来,我们需要一个计数器模块,它可以根据按键的状态来进行计数。这个模块可以使用一个有限状态机来实现,如下所示:
```verilog
module counter(
input clk,
input rst,
input start,
input stop,
output reg [5:0] count
);
parameter IDLE = 2'd0;
parameter COUNTING = 2'd1;
reg [1:0] state;
always @(posedge clk, posedge rst) begin
if (rst) begin
state <= IDLE;
count <= 6'd0;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (start) begin
state <= COUNTING;
end else begin
state <= IDLE;
end
end
COUNTING: begin
if (stop) begin
state <= IDLE;
end else begin
state <= COUNTING;
if (start) begin
count <= count + 1;
end
end
end
endcase
end
end
endmodule
```
这个模块有两个状态:IDLE和COUNTING。在IDLE状态下,如果start信号被触发,则进入COUNTING状态;否则保持在IDLE状态。在COUNTING状态下,如果stop信号被触发,则返回到IDLE状态;否则保持在COUNTING状态,并且如果start信号被触发,则将计数器加1。
最后,我们需要一个控制模块,它可以将按键模块和计数器模块连接起来,并将计数器的值显示在7段数码管上。这个模块可以使用组合逻辑实现,如下所示:
```verilog
module controller(
input clk,
input rst,
input [2:0] btn,
output [6:0] seg
);
wire [2:0] debounced_btn;
debounce b1(clk, rst, btn[0], debounced_btn[0]);
debounce b2(clk, rst, btn[1], debounced_btn[1]);
debounce b3(clk, rst, btn[2], debounced_btn[2]);
wire start = debounced_btn[0];
wire stop = debounced_btn[1];
wire clear = debounced_btn[2];
wire [5:0] count;
counter c(clk, rst, start, stop, count);
reg [23:0] display_count;
always @(posedge clk, posedge rst) begin
if (rst) begin
display_count <= 24'd0;
end else begin
if (clear) begin
display_count <= 24'd0;
end else begin
display_count <= {display_count[23:4], count};
end
end
end
assign seg[6:4] = 3'b111; // decimal point
assign seg[3:0] = {
(display_count[23:20] != 4'h0) ? 7'b1111110 : 7'b0000001,
(display_count[19:16] != 4'h0 || display_count[23:20] == 4'h1) ? 7'b0110000 : 7'b0000001,
(display_count[15:12] != 4'h0 || display_count[23:20] == 4'h1 || display_count[19:16] == 4'h1) ? 7'b1101101 : 7'b0000001,
(display_count[11:8] != 4'h0 || display_count[23:20] == 4'h1 || display_count[19:16] == 4'h1 || display_count[15:12] == 4'h1) ? 7'b1111001 : 7'b0000001
};
endmodule
```
这个模块首先使用debounce模块来处理按键的状态,并将它们连接到计数器模块。然后,它使用一个计数器来计数,并将计数器的值存储在一个24位的寄存器中。最后,它使用组合逻辑将24位计数器的值转换为7段数码管的输出。
这个设计可能还需要一些额外的模块来实现,例如时钟分频器等。此外,由于我没有实际测试过这个设计,因此可能还存在一些错误。但是,这个设计可以作为一个参考来帮助你理解如何使用VerilogHDL实现按键控制的计数器。
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