שעון עצר VHDL: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

זהו הדרכה כיצד להכין שעון עצר באמצעות VHDL ולוח מעגלים מסוג FPGA, כמו לוח Basys3 Atrix-7. שעון העצר מסוגל לספור בין 00.00 שניות ל -99.99 שניות. הוא משתמש בשני כפתורים, אחד ללחצן התחלה/עצירה ושני לכפתור האיפוס. המספרים מוצגים בתצוגת שבעה הפלחים של הלוח באמצעות האנודות והקטודות שלו. יש צורך בשלושה קבצים שונים בכדי לגרום לשעון העצר הזה לפעול.

שלב 1: חומרה/תוכנה

• לוח FPGA Basys3 Atrix-7
• סוויטת עיצוב Vivado מבית Xilinx
• זכר USB 2.0 זכר למיקרו- B

שלב 2: חסום תרשים

שעון העצר הכולל כולל שלוש כניסות ושתי יציאות. שלוש הכניסות הן התחלה/עצירה, איפוס ושעון. ההתחלה/העצירה והאיפוס הם כפתורים והשעון הוא שעון הלוח של 100 מגהרץ. שני היציאות הן האנודות והקטודות לתצוגה בת שבעה קטעים.

המודול הראשון (מחלק השעונים) בעל כניסה אחת ושתי יציאות. הכניסה היא שעון 100 מגה -הרץ של הלוח והיציאות הן שני שעונים נפרדים, אחד פועל במהירות 480 הרץ ושני פועל 0.5 מגה -הרץ.

המודול השני (תצוגה) כולל חמש כניסות ושתי יציאות. הכניסות הן שעון 100 מגה -הרץ של הלוח, שני השעונים ממודול מחלק השעונים ולחצני התחלה/עצירה ואיפוס. היציאות הן האנודות והקטודות.

המודול האחרון (שעוצב על פי תרשים הבלוקים כולו) כולל שלוש כניסות ושתי יציאות. זהו הקובץ המאגד הכל. הכניסות הן 100MHz הלוח וכפתורי התחלה/עצירה ואיפוס. היציאות הן האנודות והקטודות השולטות בתצוגה של שבעה קטעים. כל הכניסות והיציאות נמצאות פיזית על הלוח עבור המודול הסופי.

שלב 3: תרשים המדינה

התמונה למעלה מציגה את תרשים המצב כיצד פועל שעון העצר. לחיצה על כפתור האיפוס אינה משפיעה על מצב שעון העצר. המצב הבא נקבע על ידי כפתור התחל/עצור. ההתחלה/העצירה היא "HIGH" בלחיצה כלפי מטה, אך לא כאשר היא נלחצת כלפי מטה, ו- "LOW" כאשר הכפתור חזר לאחור או שהוחזק כלפי מטה לאחר שהוא "HIGH" לרגע.

אם שעון העצר סופר ולחצן ההתחלה/עצירה הולך "גבוה", אז הוא מפסיק לספור. אם שעון העצור נעצר ולחצן התחל/עצור הולך "גבוה" אז הוא מתחיל לספור שוב. עבור שתי המדינות, אם כפתור התחל/עצור הוא "נמוך", הוא יישאר במצב שהוא נמצא בו כרגע.

שלב 4: מודול מחלק השעון

למודול מחלק השעונים יש כניסה אחת, שעון 100 מגה -הרץ של הלוח ושני יציאות, השעונים 480 הרץ ו -0.5 מגה -הרץ. שעון 480 הרץ משמש לשמירה על כל הנורות בתצוגת שבעה המגזרים "דולקת" בו זמנית על ידי מעבר בין הארבעה במהירות. השעון 0.5MHz משמש לשעון העצור לספור בפועל בסנטי שניות.

שלב 5: מודול תצוגה

מודול תצוגה זה כולל חמש כניסות, שעון 100 מגה -הרץ של הלוח, שני השעונים ממודול השעון וכפתורי התחלה/עצירה ואיפוס, ושני יציאות, האנודות והקטודות. במודול זה יש גם את ה"היגיון "לאופן שבו שעון העצר סופר ומשלב את מכונת המצב הסופי.

שלב 6: מודול כריכה

המודול האחרון הוא זה שמפגיש את שני המודולים האחרים. יש לו שלושה כניסות, שעון 100 מגהרץ של הלוח וכפתורי התחלה/עצירה ואיפוס, ושני יציאות, האנודות והקטודות. שעון 100MHz עובר למודול מחלק השעונים ולמודול התצוגה, ולחצני ההתחלה/עצירה ואיפוס עוברים למודול התצוגה. היציאות של מודול מחלק השעונים (480 הרץ וה -0.5 מגה -הרץ) עוברות לשתי כניסות השעון של מודול התצוגה. יציאות מודול התצוגה (אנודות וקתודות) עוברות ליציאות המודול הסופי.

שלב 7: אילוצים

שתי הכניסות יכולות להיות כל כפתור בלוח FPGA Basys3 Atrix-7 והיציאות יהיו ארבעת האנודות ושמונה הקתודות (כיוון שתרצה גם נקודה עשרונית בין שניות לאלפיות השנייה) לתצוגה של שבעה קטעים.

שלב 8: בוצע

העלה את התוכנית ללוח ה- Basys3 Atrix-7 FPGA שלך ולחץ על כפתור התחל/עצור כדי להניע את שעון העצר!