基于FPGA,开发板为EP4CE115F29C7,利用Quartus进行仿真, 设计一个速度表 程序要求: 显示汽车时速Km/h 车轮每转一圈,有一个传感脉冲;每个脉冲代表1m的距离 采样周期设为10S,要求显示到小数点后2位 数码管显示,超速报警 根据上面的要求,设计出详细的代码,并在代码后附上详细注释
时间: 2024-01-20 16:03:13 浏览: 29
好的,根据您的要求,我为您提供以下代码,其中包含详细的注释:
```verilog
module speedometer(
input clk, //时钟信号
input reset, //复位信号
input pulse, //传感器脉冲信号
output reg [15:0] num_display //数字显示信号
);
//定义常量
parameter CLK_FREQ = 50000000; //时钟频率50MHz
parameter DIST_PER_PULSE = 1; //每个脉冲代表1m的距离
parameter SAMPLING_PERIOD = 10000000; //采样周期10s
parameter SPEED_LIMIT = 60; //速度上限60km/h
//定义寄存器
reg [31:0] distance = 0; //行驶距离
reg [31:0] prev_distance = 0; //上一个采样周期的行驶距离
reg [31:0] speed = 0; //速度
reg [15:0] num = 0; //数字显示
reg [2:0] digit = 0; //当前显示的数字位
//定义计数器
reg [31:0] count = 0; //计数器,用于计算采样周期
//超速报警标志
reg over_speed = 0;
//时钟分频,将50MHz时钟分频为10Hz
reg [23:0] clk_div = 0;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
clk_div <= 0;
end else begin
if (clk_div == CLK_FREQ/SAMPLING_PERIOD-1) begin
clk_div <= 0;
end else begin
clk_div <= clk_div + 1;
end
end
end
//传感器脉冲计数器
reg [31:0] pulse_count = 0;
always @(posedge pulse or posedge reset) begin
if (reset) begin
pulse_count <= 0;
end else begin
pulse_count <= pulse_count + 1;
end
end
//计算行驶距离和速度
always @(posedge clk_div or posedge reset) begin
if (reset) begin
distance <= 0;
prev_distance <= 0;
speed <= 0;
end else begin
if (count == SAMPLING_PERIOD-1) begin
//计算行驶距离和速度
distance <= pulse_count * DIST_PER_PULSE;
speed <= (distance - prev_distance) * 36 / SAMPLING_PERIOD; //速度单位为km/h
prev_distance <= distance;
count <= 0;
//超速报警
if (speed > SPEED_LIMIT) begin
over_speed <= 1;
end else begin
over_speed <= 0;
end
end else begin
count <= count + 1;
end
end
end
//数字显示
always @(posedge clk) begin
if (distance >= 1000000) begin
num <= distance / 1000;
end else begin
num <= distance;
end
//超速报警闪烁
if (over_speed && (count % 10 < 5)) begin
num_display <= 16#fefe#;
end else begin
//数字显示
case (digit)
0: num_display <= {16#0000#, num[15:12]}; //千位
1: num_display <= {16#0000#, num[11:8]}; //百位
2: num_display <= {16#0000#, num[7:4]}; //十位
3: num_display <= {16#0000#, num[3:0]}; //个位
default: num_display <= {16#0000#, 4'b1111}; //默认全灭
endcase
//数字位切换
if (count % 250000 < 50000) begin
digit <= 1;
end else if (count % 250000 < 100000) begin
digit <= 2;
end else if (count % 250000 < 150000) begin
digit <= 3;
end else begin
digit <= 0;
end
end
end
endmodule
```
以上代码实现了基于FPGA的汽车速度表,具体说明如下:
1. 时钟分频:将50MHz的时钟信号分频为10Hz的采样信号,以控制采样周期。
2. 传感器脉冲计数器:每当收到一个传感器脉冲信号时,计数器加1。
3. 计算行驶距离和速度:每个采样周期结束时,根据传感器脉冲计数器的值计算行驶距离和速度,并更新超速报警标志。
4. 数字显示:将行驶距离显示在数码管上,同时在超速报警时进行闪烁处理。数字显示采用了数码管的多位显示方式,每个采样周期显示一个数字位,循环切换。