FPGA_CPLD应用技术 第6章 数字系统设计实践.ppt

1、第六章 数字系统设计实践第六章 数字系统设计实践任务分析q根据常识，“秒”、“分”和“小时”之间存在各自独立又互相联系的计数和进位关系，“秒”和“分”的计数模式相同，每计数满60个时钟清零并重新开始计数，相当于一个六十进制的计数器。“小时”的计数模式是每计数满24个时钟就进行清零并重新开始计数，相当于一个二十四进制的计数器。所以，六十进制和二十四进制的计数器模块设计是本任务的核心模块。任务19 简易数字钟设计第六章 数字系统设计实践q计数信号来自于开发板提供的时钟信号，这里采用的开发板系统示例中，晶振频率为50MHz，而秒的计数周期是1秒，所以需要对该时钟信号进行分频，因此，分频器模块是本任务

2、中另一个重要模块。q“秒”、“分”和“小时”的计时过程都需要通过LED显示器进行显示，所以还需要设计显示控制模块。任务19 简易数字钟设计第六章 数字系统设计实践q根据以上分析，本任务需要设计的模块如下：q）分、秒和小时的计数器模块；q）分频器模块；q）显示控制模块。任务19 简易数字钟设计第六章 数字系统设计实践系统设计系统结构框图 任务19 简易数字钟设计第六章 数字系统设计实践系统设计系统2）系统接口信号描述 任务19 简易数字钟设计信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统时钟输入horhO2 bits小时的高位显示驱动信号horlO4 bits小时的低位显示驱动信号minhO3 bi

3、ts分钟的高位显示驱动信号minlO4 bits分钟的低位显示驱动信号sechO3 bits秒钟的高位显示驱动信号seclO4 bits秒钟的低位显示驱动信号第六章 数字系统设计实践系统设计系统结构框图 任务19 简易数字钟设计第六章 数字系统设计实践系统设计系统结构框图 任务19 简易数字钟设计第六章 数字系统设计实践模块设计 任务19 简易数字钟设计1）分频器模块设计/clk_div.v/Verilog 代码段19-1module clk_div(clk,/输入时钟clk_1 /输出时钟);input clk;output clk_1;reg24:0 counter;/定义计数器来计数时钟

4、，计数25000000，需要用25位计数器reg clk_1;always(posedge clk)if(counter=25h17D7840)/如果等于25000000begincounter=25b1;/把counter恢复成1clk_1=clk_1;/把clk_1翻转endelse /如果不等于25000000 counter=counter+1b1;/counter 继续计数endmodule第六章 数字系统设计实践模块设计 任务19 简易数字钟设计2）计数模块设计信号名I/O位宽含义clk_1I1 bit分频后周期为1s的时钟输出horO5 bits小时计数结果的输出（0-23）mi

5、nO6 bits分钟计数结果的输出（0-59）secO6 bits秒钟计数结果的输出（0-59）第六章 数字系统设计实践模块设计 任务19 简易数字钟设计2）计数模块设计第六章 数字系统设计实践模块设计 任务19 简易数字钟设计3）显示模块设计信号名信号名I/O位位宽宽含含义义horI5 bits时钟计数结果minI6 bit分钟计数结果secI6 bits秒计数结果horhO2 bits小时高位显示信号，BCD码的高两位为0horlO4 bit小时低位显示信号minhO3 bits分钟高位显示信号，BCD码的最高位为0minlO4 bits分钟低位显示信号sechO3 bits秒高位显示信号

6、seclO4 bits秒低位显示信号第六章 数字系统设计实践顶层模块设计 任务19 简易数字钟设计clkclk_1分频器horminsec计时器horh显 示 控制horl minhminlsechsecl第六章 数字系统设计实践任务小结 任务19 简易数字钟设计本任务设计了一个简易数字钟，能实现小时、分钟和秒的计时及显示，其中控制小时、分钟和秒计时的计数模块是本次设计的核心。计数模块的关键在于能够理解三个计时单位之间的联系，即秒计数满60产生一个向分钟的进位，分钟计数满60产生一个向小时的进位，这两个进位信号将小时、分和秒联系起来，是理解本设计的关键点。为时钟设计一个初值设置控制信号，按下设

7、置信号时能利用开发板上的拨码开关或按键对时间进行校对设置。第六章 数字系统设计实践任务分析 任务20可编程多彩霓虹灯设计 任务要求利用开发系统板，设计一个简易的霓虹灯控制芯片。利用开发板上的8个发光二极管来模拟霓虹灯的灯泡，按键来控制霓虹灯的显示模式。设计一个可编程的多彩霓虹灯，实现霓虹灯的可编程多种图案的交替显示。第六章 数字系统设计实践系统设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 1）系统结构框图 第六章 数字系统设计实践系统设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 2）系统原理分析 可编程多彩霓虹灯分为5个模块，包括两个分频器模块、RAM存储器模块、显示模块和按键控制模块。两个分频器都是用来对系统时

8、钟进行分频。由于显示部分需要每1秒中显示一帧图像，所以需要由系统高频时钟分频得到一个1秒的时钟用于控制显示模块。另外一个分频器输出0.1秒的时钟，主要用于按键去抖动，并且能够得到合理速度的按键控制信号，同时这个时钟也用于构建RAM的工作时钟。显示模块的主要作用是从RAM中读出显示数据，并把这个数据显示到LED上。显示控制模块需要每一秒钟从RAM中读数一次，每次读出数据为8bits。键盘、拨码控制模块的主要作用是检测外部的按键信号，如果按键信号有效，就把拨码开关的数据输入到目前地址指针所指的RAM地址中。数据存储RAM模块是最复杂的核心模块，负责数据的存储和读出，该RAM需要处理来自键盘、拨码的

9、数据写入信号，也要处理LED显示控制模块的读数据请求信号，以及二者的冲突仲裁处理。第六章 数字系统设计实践系统设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 系统接口信号描述 信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统时钟输入ledO8 bits多彩霓虹灯的显示数据keyI8 bits拨码开关的输入信号pressI1 bit按键开关信号第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 1.分频器1模块设计 Ttn个计数脉冲信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统50Mhz时钟输入clk_01sO1 bit分频后周期为0.1s的时钟输出第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹

10、灯设计 2.分频器2模块设计 Ttn个计数脉冲信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统50Mhz时钟输入clk_1sO1 bit分频后周期为1s的时钟输出第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 3.显示器模块设计 RAMLED显示控制模块地址信号时钟信号RAM数据8LED数据8信号名I/O位宽含义clk_1sI1 bit分频后周期为1s的时钟输出ledO8 bits输出给LED灯的显示数据disp_addO3 bits输出给RAM的地址disp_dataI8 bits从RAM读出的数据第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 4.按键模块设计 第

11、六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 4.按键模块设计 信号名信号名I/O位位宽宽含含义义clk_01sI1 bit分频后周期为0.1s的时钟输出keyI8 bits外部的拨码开关信号pressI1 bit外部的按键信号wdataO8 bits写入RAM的数据总线key_addO3 bits从按键控制模块输出给RAM的地址信号wrO1 bit写控制信号，按键信号通过上升沿检测电路后，生成一个时钟宽度的写信号第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 4.按键模块设计 信号名信号名I/O位位宽宽含含义义clk_01sI1 bit分频后周期为0.1s的时

12、钟输出keyI8 bits外部的拨码开关信号pressI1 bit外部的按键信号wdataO8 bits写入RAM的数据总线key_addO3 bits从按键控制模块输出给RAM的地址信号wrO1 bit写控制信号，按键信号通过上升沿检测电路后，生成一个时钟宽度的写信号第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 5）RAM模块设计 第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 5）RAM模块设计 信号名I/O位宽含义clk_01sI1 bit分频后周期为0.1s的时钟输出wdataI8 bits写入RAM的数据总线key_addI3 bits从按键控制模块

13、输入给RAM的地址信号wrI1 bit写控制信号，按键信号通过上升沿检测电路后，生成的一个时钟宽度的写信号。disp_addI3 bits显示控制模块输入给RAM的地址信号disp_dataO8 bits显示控制模块从RAM读出的数据第六章 数字系统设计实践模块设计 任务20可编程多彩霓虹灯设计 6）顶层连接模块设计第六章 数字系统设计实践任务分析 任务21多功能数字钟设计 本设计任务是设计一个多功能数字钟，其基本功能应该包括：(1)小时、分钟和秒计时和显示；(2)能够对数字钟的小时和分钟进行校对设置；(3)具有闹钟功能。第六章 数字系统设计实践系统设计 任务21多功能数字钟设计 1）系统结构

14、时钟按键扬声器发光二极管多功能数字钟第六章 数字系统设计实践系统设计 任务21多功能数字钟设计 2）系统原理分析 多功能数字钟系统共包括3个模块，即分频器模块，计数器模块（包括计数、时间设置和闹钟功能）和显示译码模块。多功能数字钟的功能可以从总体上分为三类，分别是正常计时、时钟校对和闹钟设置，所以考虑在系统中设置一个模式控制信号mode。模式控制信号对应一个按键，每按一次按键相当于工作模式进行一次变换，多次按下则数字钟将在正常计时、时间校对和闹钟设置三种工作模式下依次循环变换。在设计中，时钟校对和闹钟设置工作模式都需要对时间进行设置，通常是对小时和分钟进行设置，所以需要在系统中设置一个时间设置

15、信号set，对应一个按键，每次按键相当于在小时设置和分钟设置之间进行转换。时间设置时，分钟和小时计时单位之间互相独立，不存在进位关系。第六章 数字系统设计实践系统设计 任务21多功能数字钟设计 3）系统接口信号描述信号名I/O位宽含义clkI1bit系统时钟输入modeI1bit数字钟工作模式切换信号accumI1bit时钟设置的加1信号setI1bit对小时和分钟进行设置的选择信号voiceI1bit闹钟闹铃/静音设置信号L_alertO1bit闹钟闹铃标志信号L_hourO1bit小时设置标志信号L_minO1bit分钟设置标志信号L_al_setO1bit闹钟设置的标志信号alertO1

16、bit闹铃输出信号hhoutO7bits小时计时高位译码输出信号hloutO7bits小时计时低位译码输出信号mhoutO7bits分钟计时高位译码输出信号mloutO7bits分钟计时低位译码输出信号shoutO7bits秒钟计时高位译码输出信号sloutO7bits秒钟计时低位译码输出信号第六章 数字系统设计实践模块设计 任务21多功能数字钟设计 1）分频器设计信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统50Mhz时钟输入clk_1O1 bit分频后频率为1hz的时钟输出module clk_div(clk,/输入时钟clk_1 /输出时钟);input clk;output clk_1;r

17、eg24:0 counter;/定义计数器来计数时钟，计数25000000，需要用25位计数器reg clk_1;always(posedge clk)if(counter=25h17D7840)/如果等于25000000begincounter=25b1;/把counter恢复成1clk_1=clk_1;/把clk_1翻转endelse /如果不等于25000000 counter=counter+1b1;/counter 继续计数endmodule 第六章 数字系统设计实践模块设计 任务21多功能数字钟设计 2）计数器设计信号名I/O位宽含义clk_1I1 bit分频后周期为1s的时钟输出

18、modeI1bit数字钟工作模式切换信号accumI1bit时钟设置的加1信号setI1 bit对小时和分钟进行设置的选择信号voiceI1 bit闹钟闹铃/静音设置信号L_alertO1 bit闹钟闹铃标志信号L_hourO1 bit小时设置标志信号L_minO1 bit分钟设置标志信号L_al_setO1 bit闹钟设置的标志信号alertO1 bit闹铃输出信号hourO8 bits小时计时输出信号minO8 bits分钟计时输出信号secO8 bits秒钟计时输出信号第六章 数字系统设计实践模块设计 任务21多功能数字钟设计 2）计数器设计第六章 数字系统设计实践模块设计 任务21多功

19、能数字钟设计 3）显示模块设计计数器计数器小时计数小时计数分计数分计数秒计数秒计数显示译码显示译码显示译码显示译码显示译码显示译码第六章 数字系统设计实践模块设计 任务21多功能数字钟设计 3）显示模块设计信号名信号名I/O位位宽宽含含义义hourI8 bits小时计数结果minI8 bits分钟计数结果secI8bits秒钟计数结果hhouto7 bits分钟高位译码结果hlouto7 bits分钟低位译码结果mhouto7 bits秒钟高位译码结果mlouto7 bits秒钟低位译码结果shouto7 bits百分秒钟高位译码结果slouto7 bits百分秒钟低位译码结果第六章 数字系统

20、设计实践模块设计 任务21多功能数字钟设计 3）顶层模块设计clkclk_1分频器计时器hhout显示译码hloutmhoutmloutshoutsloutsecminhourmodeaccumsetvoiceL_alertL_hourL_minL_al_setalert第六章 数字系统设计实践任务小结 任务21多功能数字钟设计（1）计时功能、时间校对功能和闹钟功能各自独立，即时钟在任何时刻只能处于三种功能中的一种。（2）闹钟设置的时间值对计时结果不会产生任何影响，并且在进行闹钟设置的时候正常计时，而此刻数字钟显示的是所设置的小时和分钟的数值。（3）在进行时间校对时，时钟暂停计时，并且当结束时

21、间设置功能转换到其他功能后，分钟和小时均以所设置的时间作为计时的起始时刻，秒钟以时钟暂停时刻作为重新计时的起始值。（4）时钟闹铃需要同时满足两个条件，一个条件是时钟处于闹铃模式下，另一个条件是时钟的小时和分钟达到闹钟设置的值。第六章 数字系统设计实践任务分析 任务22交通灯控制器设计 第六章 数字系统设计实践任务分析 任务22交通灯控制器设计 交通灯的工作过程如下：设十字路口的交通干道为南北和东西两个方向。初始状态为南北和东西干道上的灯全部为红灯，然后南北干道的绿灯亮，允许车辆行驶；东西干道的红灯亮，不允许车辆行驶，同时2个路口的数码显示器开始倒计时，南北干道绿灯亮57秒后，绿灯熄灭，黄灯开始

22、亮3秒钟；之后南北干道转为红灯，禁止车辆行驶，同时东西干道转为绿灯，允许东西方向车辆行驶，两个干道的数码显示器重新开始倒计时，57秒后东西方向的绿灯熄灭，黄灯开始亮，3秒钟之后转为红灯亮，禁止东西方向车辆行驶，同时南北方向由红灯转为绿灯，允许车辆行驶 按键时钟交通灯控制器LED信号灯倒计时数码管第六章 数字系统设计实践2系统设计任务22交通灯控制器设计 1）系统结构框图外部时钟分频器计时器控制器译码器信号灯倒计时显示第六章 数字系统设计实践2系统设计任务22交通灯控制器设计 1）系统接口信号描述 信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统时钟输入rstI1 bit复位信号（按键进入特殊工作状态

23、）light1O2 bits南北方向信号灯输出显示信号light2O2 bits东西方向信号灯输出显示信号dis_drv1O7 bits南北方向倒计时显示驱动信号dis_drv2O7 bits东西方向倒计时显示驱动信号第六章 数字系统设计实践3模块设计 任务22交通灯控制器设计 分频器模块设计（1）模块原理分析本设计中，分频器实现了由50Mhz时钟产生1hz时钟的功能。原始的时钟频率是50Mhz，周期是T=210-8秒，分频后的时钟频率是1hz，周期是t=1秒，代入前面所介绍的分频计算公式，得到n=50000000，也就是每次计数25000000个时钟周期以后就把输出的分频时钟信号翻转一次。信

24、号名I/O位宽含义clkI1 bit系统50Mhz时钟输入clk_1O1 bit分频后周期为1s的时钟输出第六章 数字系统设计实践3模块设计 任务22交通灯控制器设计 3)控制器模块设计 当前状态当前状态下交通灯工作情况描述持续时间下一个状态s1南北干道绿灯亮，东西干道红灯亮57ss2s2南北干道黄灯亮，东西干道红灯亮3ss3s3南北干道红灯亮，东西干道绿灯亮57ss4s4南北干道红灯亮，东西干道黄灯亮3ss1s5两个路口红灯同时亮（特殊情况）不确定恢复原状态第六章 数字系统设计实践3模块设计 任务22交通灯控制器设计 4）显示译码模块设 count（二进制）二进制转十进制求商得到高位数高位取

25、余得到低位数译码译码第六章 数字系统设计实践3模块设计 任务22交通灯控制器设计 4）顶层连接模块设计 rstclk控制器东西信号灯南北倒计时显示clk_1分频器countYl南北信号灯light1light2计时器东西倒计时显示译码器dis_drv1dis_drv2第六章 数字系统设计实践任务小结 任务22交通灯控制器设计 本任务设计了一个交通灯控制系统，用来控制一个南北和东西方向交叉的十字路口的信号灯。主要设计思路如下：通过任务分析我们将交通灯控制系统分为四个模块：分频模块、计时模块、控制模块和显示译码模块。信号灯在计数器的计数信号的控制下各个工作状态之间的转换非常明确，所以我们利用状态机

26、来对控制模块进行设计。计数器采用倒计时的方式，所以我们在设计计时模块时，要注意计时起点为60。由于我们使用七段数码显示器来模拟时间显示，所以我们需要将计时模块的输出信号转化为数码显示器的驱动信号，中间由涉及到十进制和二进制数之间的转换。第六章 数字系统设计实践任务分析 任务23多功能密码锁设计第六章 数字系统设计实践任务分析 任务23多功能密码锁设计第六章 数字系统设计实践系统设计 任务23多功能密码锁设计1 系统结构框图第六章 数字系统设计实践系统设计 任务23多功能密码锁设计2系统原理分析多功能密码锁分为三个模块：分频器模块、核心状态控制模块和按键与七段数码管控制模块。其中，分频器模块主要

27、是产生供按键、七段数码管扫描的时钟，周期大约在0.001s-0.0001s之间。同时，分频时钟也可以用于核心控制模块的基本控制，由于扫描时钟要和按键、七段数码管控制电路构成一个同步电路，因此，必须使用同一个分频时钟。第六章 数字系统设计实践系统设计 任务23多功能密码锁设计3系统接口信号描述信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统时钟输入rstI1 bit系统复位信号ledO8 bits8个LED数码管bomaI8 bits8个拨码开关scanO4 bits动态显示扫描片选信号mO7 bits七段数码管的段码控制信号keyin0I1 bit矩阵输入，24矩阵键盘第一行信号keyin1I1 b

28、it矩阵输入，24矩阵键盘第二行信号第六章 数字系统设计实践模块设计 任务23多功能密码锁设计1分频器设计分频器完成由50Mhz时钟产生0.001s-0.0001s时钟的功能，原始的未分频时钟是50Mhz，根据计算公式：n=T/2t，令n=5000，也就是每次计数5000个原始时钟周期以后就把输出的分频时钟信号翻转一次。信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统50Mhz时钟输入clk1O1 bit分频后频率为5Khz的时钟输出第六章 数字系统设计实践模块设计 任务23多功能密码锁设计2核心控制器设计核心控制模块控制五个状态，如图6.2所示，分别是“初始状态”、“设定密码状态”、“锁定状态”、

29、“开锁状态”和“报警状态”。上述5个状态，分别对应5种LED灯的输出状态，利用LED灯的状态存储器，作为核心控制模块的5种状态寄存器，这样可以减少代码数量，但是会增加一些额外的寄存器资源。状状态编码态编码状状态态含含义义8b00000000初始状态8b00010000设定密码状态8b00100000锁定状态8b01000000开锁状态8b11111111报警状态第六章 数字系统设计实践模块设计 任务23多功能密码锁设计2核心控制器设计信号名I/O位宽含义rstI1系统复位信号clk1I1分频后频率为5Khz的时钟输出ledO88个LED数码管bomaI88个拨码开关displayO8七段数码管

30、显示的二进制数据key_sI8键值第六章 数字系统设计实践模块设计 任务23多功能密码锁设计3按键七段数码管控制模块设计第六章 数字系统设计实践模块设计 任务23多功能密码锁设计3按键七段数码管控制模块设计信号名信号名I/O位位宽宽含含义义display I8 bits七段数码管要显示的数据key_s O8bits键值scanO4 bis矩阵键盘和数码管的扫描信号m O7bits七段数码管的段码控制信号，采用共阴数码管keyin0 I1 bit矩阵键盘的输入信号keyin1I1 bit矩阵键盘的输入信号clk1I1 bit分频后周期为0.001s-0.0001s的时钟输出第六章 数字系统设计实

31、践模块设计 任务23多功能密码锁设计4顶层连接模块设计前面设计了三个电路模块，包括分频器、核心控制模块和按键、数码管扫描控制模块。顶层模块需要按照连接关系把这三个模块之间，以及三个模块与端口之间建立起连接关系，参考代码 第六章 数字系统设计实践系统仿真 任务23多功能密码锁设计第六章 数字系统设计实践任务小结 任务23多功能密码锁设计任务要求利用开发系统板，设计一个自动售货机控制芯片。自动售货机平时处于待机状态，当有钱投入之后开始工作。利用三个按键作为投币信号，分别代表投币5元、10元、20元，投入钱币以后，采用七段数码管显示投入的金额；利用另外4个按键代表4种货物，可以在售货机上选择购买的货

32、物，假设四种货物的售价分别为3元、6元、10元、17元。选择了货物之后，七段数码管显示购物之后的找币余额，并且用LED数码管指示灯显示是否有足够的金额购买，如果投币不够，报警指示灯亮起，并且显示余额为零。选择了购买物品之后，可以按键（最后一个按键）出货或者余额不足退币。第六章 数字系统设计实践系统设计 任务24自动售货机设计本任务设计了一个多功能密码锁的制系统，该系统结构比较复杂，设计到了很多常见外围硬件电路，包括分频器、矩阵键盘、发光二极管和七段LED动态显示等。系统首先建立了一个分频器电路，构建扫描时系统内部处理的时钟。密码锁具有设定密码，开锁，报警等多个功能，而这些功能必须由一个状态控制

33、器来控制。核心控制模块是一个典型的状态机电路。为了配合以上功能，还用到了拨码开关、LED显示、动态按键、动态七段数码管等外围电路，因而还需要设计相应的驱动电路。第六章 数字系统设计实践任务分析 任务24自动售货机设计自动售货机控制芯片系统结构框图如图6.47所示，包括三个模块：分频器模块、核心控制模块和按键与七段数码管控制模块。其中，分频器模块主要是产生供按键、七段数码管扫描的时钟，这个扫描时钟的周期应该大约为0.001s-0.0001s。同时，这个分频时钟也可以用于核心控制模块的基本控制，由于扫描时钟要和按键、七段数码管控制电路构成一个同步电路，因此，必须使用同一个分频时钟。第六章 数字系统

34、设计实践任务分析 任务24自动售货机设计第六章 数字系统设计实践系统分析 任务24自动售货机设计信号名I/O位宽含义clkI1 bit系统时钟输入rstI1 bit系统复位信号ledO8 bits8个LED数码管scanO4 bits动态显示的扫描片选信号mO7 bits七段数码管的段码keyin0I1 bit矩阵按键第一行输入keyin1I1 bit矩阵按键第二行输入第六章 数字系统设计实践模块设计 任务24自动售货机设计核心控制模块设计 第六章 数字系统设计实践模块设计 任务24自动售货机设计核心控制模块设计 状态代码状态含义2b00等待投币状态2b01等待买货状态2b10出货、退币状态根

35、据前面已经设计好的状态转换图，对所有的状态进行编码设计。由于系统包括三个状态，因此可以设计两位寄存器来对所有的状态进行编码。第六章 数字系统设计实践模块设计 任务24自动售货机设计核心控制模块设计 下面按照三个状态逐一分析状态之间的转换关系，以及输出如何。按照系统要求，有8个按键输入，首先定义每个按键的具体含义，如表6.34所示。0号1号2号3号4号5号6号7号投币5元投币10元投币20元购买3元物品购买6元物品购买10元物品购买17元物品出货、退币第六章 数字系统设计实践模块设计 任务24自动售货机设计核心控制模块设计 核心控制模块接口定义如表6.35所示。信号名I/O位宽含义rstI1系统

36、复位信号clk1I1分频后周期为0.001s-0.0001s的时钟输出ledO88个LED数码管显示数据displayO8七段数码管显示数据key_sI8矩阵按键输入第六章 数字系统设计实践系统仿真 任务24自动售货机设计自动售货机的仿真平台结构如图6.52所示，仿真平台主要提供测试模块需要的所有输入信号，以及对输出信号的检查比对功能。由于本设计比较简单，输出比对主要采用观察波形的方法。第六章 数字系统设计实践任务小结 任务24自动售货机设计本任务设计了一个自动售货机的控制芯片，系统结构比较复杂，涉及到了所有常见的外围硬件电路，以及电路控制基本原理。首先需要建立一个分频器电路，构建扫描时系统内部处理的时钟。核心控制模块是一个典型的状态机电路。状态机包括三个状态，控制收货机投币、选货、出货或退币等过程。为了配合售货过程，需要七段数码管、LED指示灯来显示状态以及报警信息。处理这些动态输入输出设备，还需要设计相应的驱动电路。q任务20 多功能秒表设计