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: 2023-09-30 16:02:37 浏览: 37
很高兴为您解答这个问题,以下是Verilog HDL的代码:
首先,我们需要实现按键的消抖功能。这可以通过将按键输入信号连接到一个D触发器,使用一个时钟信号来采样输入信号,并且只在时钟上升沿时更新输出信号来完成。
```verilog
module debounce(clk, reset, input, output);
input clk, reset, input;
output reg output;
reg [1:0] state;
parameter IDLE = 2'b00, WAIT1 = 2'b01, WAIT0 = 2'b10;
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
state <= IDLE;
output <= 1'b0;
end else begin
case (state)
IDLE: if (input == 1'b1) state <= WAIT1;
else state <= IDLE;
WAIT1: if (input == 1'b0) state <= WAIT0;
else if (input == 1'b1) state <= WAIT1;
else state <= IDLE;
WAIT0: if (input == 1'b1) begin
state <= WAIT1;
output <= 1'b1;
end else if (input == 1'b0) state <= WAIT0;
else state <= IDLE;
endcase
end
end
endmodule
```
接下来,我们需要实现一个可以计算累加器的模块。我们需要将三个按键的输出信号连接到这个模块,并且使用debounce模块消除按键的抖动。我们还需要将计数器的输出连接到七段数码管模块,将其以十进制形式显示。
```verilog
module counter(clk, reset, add1, add10, add100, output);
input clk, reset;
output reg [5:0] output;
input add1, add10, add100;
wire a1, a10, a100;
debounce d1(clk, reset, add1, a1);
debounce d10(clk, reset, add10, a10);
debounce d100(clk, reset, add100, a100);
always @(posedge clk, posedge reset) begin
if (reset) begin
output <= 6'b000000;
end else begin
if (a1) begin
if (output < 6'b100000)
output <= output + 1;
end
if (a10) begin
if (output < 6'b100000-10)
output <= output + 10;
end
if (a100) begin
if (output < 6'b100000-100)
output <= output + 100;
end
end
end
endmodule
```
最后,我们需要实现一个七段数码管模块,将计数器的输出以十进制形式显示。为了去掉左侧的零,我们需要从最高位开始检查数值,并且只显示第一个非零数字以及它右侧的数字。
```verilog
module seven_segment(input [5:0] input, output reg [6:0] output);
parameter DIGIT_0 = 7'b1000000, DIGIT_1 = 7'b1111001, DIGIT_2 = 7'b0100100,
DIGIT_3 = 7'b0110000, DIGIT_4 = 7'b0011001, DIGIT_5 = 7'b0010010,
DIGIT_6 = 7'b0000010, DIGIT_7 = 7'b1111000, DIGIT_8 = 7'b0000000,
DIGIT_9 = 7'b0011000;
always @(*) begin
case (input)
0: output = DIGIT_0;
1: output = DIGIT_1;
2: output = DIGIT_2;
3: output = DIGIT_3;
4: output = DIGIT_4;
5: output = DIGIT_5;
6: output = DIGIT_6;
7: output = DIGIT_7;
8: output = DIGIT_8;
9: output = DIGIT_9;
default: output = 7'b0000000;
endcase
end
endmodule
```
最终,我们需要将这些模块连接在一起,在顶层文件中实例化它们,并且将计数器的输出连接到七段数码管模块。以下是一个简单的顶层文件示例:
```verilog
module top(clk, reset, add1, add10, add100, output);
input clk, reset, add1, add10, add100;
output reg [6:0] output;
wire [5:0] counter_output;
wire [2:0] digit_select;
counter ctr(clk, reset, add1, add10, add100, counter_output);
seven_segment ss0(counter_output[5:4], digit_select[0]);
seven_segment ss1(counter_output[3:2], digit_select[1]);
seven_segment ss2(counter_output[1:0], digit_select[2]);
always @(*) begin
case (digit_select)
0: output = {7'b0000001, ss0};
1: output = {7'b0000010, ss1};
2: output = {7'b0000100, ss2};
default: output = 7'b1111111;
endcase
end
endmodule
```
这个顶层文件将计数器的输出连接到三个七段数码管模块,每个模块显示一个数字。它还根据每个数字的位置选择相应的七段数码管,并且在输出信号的前面添加了一个控制位,以便在FPGA开发板上正确控制七段数码管。