请设计一个模块,利用Verilog HDL语言编写程序实现一个数字秒表的逻辑功能,要求利用4个数码管实现动态显示时间,时间范围为0~9999,每秒自动加1,精度为1S。并且可以通过3个按键控制秒表的开始和暂停以及对秒表的复位操作。 按键说明:按“开始”按键,开始计数,数码管显示从0开始每秒自动加1,当增加到9999时,蜂鸣器报警提示。按“复位”按键后系统复位,数码管显示显示0。按“暂停”按键时系统暂停计数,数码管显示当时的计数。
时间: 2024-02-27 12:53:20 浏览: 70
好的,我会尽力回答你的问题。首先,我们需要使用Verilog HDL语言编写程序来实现数字秒表的逻辑功能。我们可以使用4个数码管来实现动态显示时间,时间范围为0~9999,每秒自动加1,精度为1S。按照要求,我们需要实现3个按键控制秒表的开始和暂停以及对秒表的复位操作。下面是我设计的Verilog HDL代码:
```
module Stopwatch(
input clk, // 时钟信号
input rst, // 复位信号
input start, // 开始信号
input pause, // 暂停信号
input reset, // 复位信号
output reg [3:0] seg // 数码管显示信号
);
reg [13:0] cnt = 0; // 计数器
reg [13:0] last_cnt = 0;// 上一次计数器的值
reg [3:0] digit; // 当前数码管显示的值
reg [1:0] state = 0; // 状态机的状态
reg beep = 0; // 蜂鸣器信号
parameter S0 = 2'b00; // 状态机的3个状态
parameter S1 = 2'b01;
parameter S2 = 2'b10;
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin // 复位
cnt <= 0;
last_cnt <= 0;
digit <= 4'b0000;
state <= S0;
beep <= 0;
end else if (start) begin // 开始计数
if (state == S0) begin
state <= S1;
end else if (state == S2) begin
state <= S1;
end
end else if (pause) begin // 暂停计数
if (state == S1) begin
state <= S2;
end
end else if (reset) begin // 复位计数
cnt <= 0;
last_cnt <= 0;
digit <= 4'b0000;
state <= S0;
beep <= 0;
end else begin // 计数器自加
cnt <= cnt + 1;
if (cnt == 10000) begin // 到达9999后蜂鸣器响
beep <= 1;
cnt <= 0;
end
end
end
always @(posedge clk) begin
if (state == S0) begin // 状态0,显示0
digit <= 4'b0000;
end else if (state == S1) begin // 状态1,计数并显示
digit <= {cnt[13:10], cnt[9:6], cnt[5:2], cnt[1:0]};
end else if (state == S2) begin // 状态2,暂停并显示
digit <= {last_cnt[13:10], last_cnt[9:6], last_cnt[5:2], last_cnt[1:0]};
end
last_cnt <= cnt;
end
// 数码管显示信号
assign seg = digit;
endmodule
```
这个模块包含一个状态机和一个计数器。当按下开始按钮时,状态机会从状态0转移到状态1,计数器开始自加并更新数码管中的值。当按下暂停按钮时,状态机会从状态1转移到状态2,计数器停止自加并将上一次的值显示在数码管中。当按下复位按钮时,状态机会回到状态0,计数器被复位为0,并且数码管显示0。当计数器达到9999时,蜂鸣器会响起并且计数器被复位为0。
此外,我们还需要实现一个时钟模块来提供时钟信号。下面是我设计的Verilog HDL代码:
```
module Clock(
input clk_in, // 输入时钟信号
output reg clk_out // 输出时钟信号
);
reg [31:0] cnt = 0; // 计数器
always @(posedge clk_in) begin
cnt <= cnt + 1;
if (cnt == 25000000) begin // 每秒钟产生一个时钟信号
cnt <= 0;
clk_out <= ~clk_out;
end
end
endmodule
```
这个模块接收一个输入时钟信号,每秒钟产生一个时钟信号,并将其输出。
完整的数字秒表代码应该包含Stopwatch模块和Clock模块。我们可以在FPGA开发板上测试这个代码,使用3个按键来控制秒表的开始和暂停以及对秒表的复位操作。
阅读全文