差别

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--- 8._计时控制 [2017/03/23 01:00]
zhijun
+++ 8._计时控制 [2019/09/06 11:53] (当前版本)
gongyu
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-=====计时控制=====
+####计时控制
+---
 在之前的实验中我们掌握了如何进行时钟分频、如何进行数码管显示与按键消抖的处理，那么在本节实验之中，我们将会实现一个篮球赛场上常见的24秒计时器。
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-====硬件说明====
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+####硬件说明
+---
 在之前的实验中我们为读者详细介绍过小脚丫MXO2板卡上的按键、数码管、LED等硬件外设，在此不再赘述。本节将实现由数码管作为显示模块，按键作为控制信号的输入(包含复位信号和暂停信号)，Lattice MXO2 4000HC作为控制核心的篮球读秒系统，实现框图如下：
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-====Verilog代码====
+####Verilog代码
-------
+---
 <code verilog>
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 // >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> COPYRIGHT NOTICE <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 // ********************************************************************
-// File name    : debounce.v
+// File name    : counter.v
-// Module name  : debounce
+// Module name  : counter
 // Author       : STEP
 // Description  :
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 // V1.0     |2017/03/02   |Initial ver
 // --------------------------------------------------------------------
-// Module Function:计时器
+// Module Function:24秒倒计时计数器
-module segment_counter
+module counter
 (
-	clk				,
+	clk				,    //时钟
-	rst				,
+	rst				,    //复位
-	hold			,
+	hold			,    //启动暂停按键
-	seg_led_1		,
+	seg_led_1		,    //数码管1
-	seg_led_2		,
+	seg_led_2		,    //数码管2
+	led                  //led
 );
 	input 	clk,rst;
 	input	hold;
-	output reg	[8:0]	seg_led_1,seg_led_2;
+	output 	[8:0]	seg_led_1,seg_led_2;
+	output 	reg	[7:0]	led;
-	reg			clk_divided;
-	reg			hold_flag;
+	wire		clk1h;        //1Hz时钟
-	reg					back_to_zero_flag	=	0;
+	wire		hold_pulse;   //按键消抖后信号
+	reg			hold_flag;    //按键标志位
+	reg			back_to_zero_flag	; //计时完成信号
 	reg   		[6:0]   seg		[9:0];
-	reg 		[23:0]	cnt;
+	reg			[3:0]	cnt_ge;      //个位
-	reg			[3:0]	cnt_ge;
+	reg			[3:0]	cnt_shi;     //十位
-	reg			[3:0]	cnt_shi;
-	parameter	PERIOD=12000000;	//1秒
 	initial
 	begin
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 	end
-	always @ (posedge clk) begin		// 用于分出一个1Hz的频率
-			if (!rst == 1) begin
-				cnt <= 0;
+	// 启动/暂停按键进行消抖
-				clk_divided <= 0; end
+	debounce  U2 (
-			else begin
+				.clk(clk),
-				if (cnt < PERIOD-1)
+				.rst(rst),
-					cnt <= cnt + 1;
+				.key(hold),
-				else begin
+				.key_pulse(hold_pulse)
-					cnt <= 0;
+				);
-					clk_divided <= ~clk_divided; end
+	// 用于分出一个1Hz的频率
-				end
+	divide #(.WIDTH(32),.N(12000000)) U1 (
-		end
+			.clk(clk),
+			.rst_n(rst),
-	always @ (*) begin
+			.clkout(clk1h)
-		if (!rst == 1)
+			);
-			back_to_zero_flag <= 1;
+    //按键动作标志信号产生
-		else if (((cnt_shi*10) + cnt_ge)==24)
+	always @ (posedge hold_pulse)
+		if(!rst==1)
+			hold_flag <= 0;
+		else
+			hold_flag <= ~hold_flag;
+	//计时完成标志信号产生
+	always @ (*)
+		if(!rst == 1)
+			back_to_zero_flag <= 0;
+		else if(cnt_shi==0 && cnt_ge==0)
 			back_to_zero_flag <= 1;
 		else
 			back_to_zero_flag <= 0;
-		end
+    //24秒倒计时控制
+	always @ (posedge clk1h or negedge rst) begin
-	always @ (posedge hold)
+		if (!rst == 1) begin
-		hold_flag <= ~hold_flag;
+			cnt_ge <= 4'd4;
+			cnt_shi <= 4'd2;
-	always @ (posedge clk_divided or posedge back_to_zero_flag) begin
+			end
-		if (back_to_zero_flag == 1) begin
+		else if(hold_flag == 1)begin
-			cnt_ge <= 0;
+			cnt_ge <= cnt_ge;
-			cnt_shi <= 0; end
+			cnt_shi <= cnt_shi;
-		else if (cnt_ge == 9) begin
+			end
-			cnt_ge <= 0;
+		else if(cnt_shi==0 && cnt_ge==0) begin
-			cnt_shi <= cnt_shi + 1; end
+			cnt_shi <= cnt_shi;
-		else if (hold_flag == 1)
 			cnt_ge <= cnt_ge;
+			end
+		else if(cnt_ge==0)begin
+			cnt_ge <= 4'd9;
+			cnt_shi <= cnt_shi-1;end
 		else
-			cnt_ge <= cnt_ge + 1;
+			cnt_ge <= cnt_ge -1;
+		end
+	//计时完成点亮led
+	always @ ( back_to_zero_flag)begin
+		if (back_to_zero_flag==1)
+			led = 8'b0;
+		else
+			led = 8'b11111111;
 		end
-	always @ (cnt_ge) begin
-		seg_led_1[8:0] <= {2'b00,seg[cnt_ge]};
-	 	end
-	always @ (cnt_shi) begin
+	assign seg_led_1[8:0] = {2'b00,seg[cnt_ge]};
-		seg_led_2[8:0] <= {2'b00,seg[cnt_shi]};
-	 	end
+	assign seg_led_2[8:0] = {2'b00,seg[cnt_shi]};
 endmodule
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-====引脚分配====
+####引脚分配
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+---
 设置好复位键可消抖的按键，编译完成后下载，通过按键就可以翻转LED。你也可以定义多个按键控制多个LED，还可以比较不加按键消抖情况下实际的效果对比如何。
 \\
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 |hold            |M13              ^
 |seg_led_1[0]    |C12              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[1]    |B14              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[2]    |J1              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[3]    |H1              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[4]    |H2              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[5]    |B12              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[6]    |A11              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[7]    |K1              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_1[8]    |A12              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_2[0]    |A10              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_2[1]    |C11              ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_2[2]    |F2               ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_2[3]    |E1               ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_2[4]    |E2               ^
-|seg_led_1[0]    |C12              ^
+|seg_led_2[5]    |A9               ^
-====小结====
+|seg_led_2[6]    |B9               ^
-------
+|seg_led_2[7]    |F1               ^
-在本实验学习了如何进行按键的消抖。在很多应用情况下我们必须采取消抖才能更好地控制逻辑。在下一个实验[[8. 计时控制|计时控制]]中我们将学习计时的显示和控制，在这里我们要用到按键的消抖以及数码管，我们甚至可以用小脚丫做一个计时器甚至电子表。
+|seg_led_2[8]    |C9               ^
+####小结
+---
+本实验主要介绍了计时器的实现方式，并且包含了复位与暂停功能，读者可自行修改程序内部的时钟参数来调节计时时间。下一节将介绍PWM调制技术的应用[[9. 呼吸灯|呼吸灯]]。