کرونومتر VHDL: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این یک آموزش نحوه ایجاد کرونومتر با استفاده از VHDL و برد FPGA است ، مانند برد Basys3 Atrix-7. کرونومتر قادر است از 00.00 ثانیه تا 99.99 ثانیه شمارش کند. از دو دکمه استفاده می کند ، یکی برای دکمه شروع/توقف و دیگری برای دکمه تنظیم مجدد. اعداد با استفاده از آند و کاتد در صفحه هفت قسمتی صفحه نمایش داده می شوند. برای کارکردن این کرنومتر به سه فایل مختلف نیاز است.

مرحله 1: سخت افزار/نرم افزار

• تخته FPGA Basys3 Atrix-7
• Vivado Design Suite از Xilinx
• USB 2.0 A Male به Micro-B Male

مرحله 2: بلوک نمودار

کرونومتر کلی دارای سه ورودی و دو خروجی است. سه ورودی عبارتند از شروع/توقف ، تنظیم مجدد و ساعت. شروع/توقف و تنظیم مجدد دکمه هستند و ساعت ساعت 100 مگاهرتز برد است. دو خروجی عبارتند از آند و کاتد صفحه نمایش هفت قسمتی.

اولین ماژول (تقسیم ساعت) دارای یک ورودی و دو خروجی است. ورودی ساعت 100 مگاهرتز برد است و خروجی ها دو ساعت جداگانه است که یکی در 480 هرتز و دیگری 0.5 مگاهرتز کار می کند.

ماژول دوم (صفحه نمایش) دارای پنج ورودی و دو خروجی است. ورودی ها ساعت 100 مگاهرتز برد ، دو ساعت از ماژول تقسیم ساعت و دکمه های شروع/توقف و تنظیم مجدد است. خروجی ها آند و کاتد هستند.

آخرین ماژول (مدل شده توسط کل بلوک دیاگرام) دارای سه ورودی و دو خروجی است. این فایلی است که همه چیز را با هم جمع می کند. ورودی ها 100 مگاهرتز برد و دکمه های شروع/توقف و تنظیم مجدد هستند. خروجی ها آندها و کاتدهایی هستند که صفحه نمایش هفت قسمتی را کنترل می کنند. همه ورودی ها و خروجی ها به صورت فیزیکی روی برد ماژول نهایی قرار دارند.

مرحله 3: نمودار حالت

تصویر بالا نمودار حالت عملکرد کرونومتر را نشان می دهد. فشار دادن دکمه تنظیم مجدد هیچ تاثیری بر وضعیت کرنومتر ندارد. حالت بعدی با دکمه start/stop تعیین می شود. شروع/توقف وقتی فشار داده می شود "HIGH" است ، اما هنگامی که آن را نگه می دارید نه "LOW" و هنگامی که دکمه پس از "ارتفاع" لحظه ای به حالت عقب برگشته یا نگه داشته می شود "LOW" است.

اگر کرونومتر شمارش می شود و دکمه شروع/توقف "HIGH" می شود ، شمارش را متوقف می کند. اگر کرنومتر متوقف شود و دکمه شروع/توقف "HIGH" شود ، دوباره شروع به شمارش می کند. برای هر دو حالت ، اگر دکمه شروع/توقف "LOW" باشد ، در وضعیت فعلی باقی می ماند.

مرحله 4: ماژول تقسیم ساعت

ماژول تقسیم ساعت دارای یک ورودی ، ساعت 100 مگاهرتز برد و دو خروجی ، 480 هرتز و ساعت 0.5 مگاهرتز است. ساعت 480 هرتز برای روشن نگه داشتن همزمان همه LED ها در صفحه نمایش هفت قسمتی با روشن شدن سریع چهار مورد استفاده می شود. از ساعت 0.5 مگاهرتز برای کرونومتر استفاده می شود تا در واقع ثانیه ثانیه شمارش شود.

مرحله 5: نمایش ماژول

این ماژول صفحه نمایش دارای پنج ورودی ، ساعت 100 مگاهرتز برد ، دو ساعت از ماژول ساعت ، و دکمه های شروع/توقف و تنظیم مجدد ، و دو خروجی ، آند و کاتد است. این ماژول همچنین "منطق" نحوه شمارش کرونومتر و ترکیب ماشین حالت محدود را دارد.

مرحله 6: ماژول اتصال

این ماژول نهایی ماژولی است که دو ماژول دیگر را با هم جمع می کند. دارای سه ورودی ، کلاک 100 مگاهرتز برد و دکمه های شروع/توقف و تنظیم مجدد ، و دو خروجی ، آند و کاتد است. ساعت 100 مگاهرتز به ماژول تقسیم ساعت و ماژول صفحه نمایش می رود و دکمه های شروع/توقف و تنظیم مجدد به ماژول نمایشگر می روند. خروجی های ماژول تقسیم ساعت (480 هرتز و 0.5 مگاهرتز) به دو ورودی ساعت ماژول نمایش می رسد. خروجی های ماژول نمایش (آند و کاتد) به خروجی های ماژول نهایی می روند.

مرحله 7: محدودیت ها

دو ورودی می توانند هر دکمه ای در برد Basys3 Atrix-7 FPGA باشند و خروجی ها چهار آند و هشت کاتد (زیرا شما همچنین یک نقطه اعشار بین ثانیه تا میلی ثانیه می خواهید) برای صفحه نمایش هفت قسمتی باشد.

مرحله 8: انجام شد

برنامه را روی برد FPGA Basys3 Atrix-7 خود بارگذاری کرده و دکمه شروع/توقف خود را فشار دهید تا کرونومتر حرکت کند!