Štoparica VHDL: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

To je vadnica o tem, kako narediti štoparico z uporabo VHDL in vezja FPGA, kot je plošča Basys3 Atrix-7. Štoparica lahko šteje od 00,00 sekund do 99,99 sekunde. Uporablja dva gumba, enega za gumb start/stop in drugega za gumb za ponastavitev. Številke so prikazane na sedem-segmentnem zaslonu plošče z uporabo njenih anod in katod. Za delovanje te štoparice so potrebne tri različne datoteke.

1. korak: Strojna/programska oprema

• Basys3 plošča Atrix-7 FPGA
• Vivado Design Suite iz Xilinxa
• USB 2.0 A moški na Micro-B moški

2. korak: blokovni diagram

Skupna štoparica ima tri vhode in dva izhoda. Trije vhodi so start/stop, reset in ura. Zagon/zaustavitev in ponastavitev sta gumba, ura pa je ura na plošči 100MHz. Dva izhoda sta anodi in katodi za sedemsegmentni zaslon.

Prvi modul (delilnik ure) ima en vhod in dva izhoda. Vhod je 100MHz takt plošče, izhoda pa sta dve ločeni uri, ena deluje pri 480Hz, druga pa pri 0.5MHz.

Drugi modul (zaslon) ima pet vhodov in dva izhoda. Vhodi so ura na plošči 100 MHz, dve uri iz modula delilnika ure ter gumbi za zagon/zaustavitev in ponastavitev. Izhodi so anode in katode.

Zadnji modul (modeliran po celotnem blokovnem diagramu) ima tri vhode in dva izhoda. To je datoteka, ki združuje vse. Vhodi so 100MHz plošče ter gumbi za zagon/zaustavitev in ponastavitev. Izhodi so anode in katode, ki nadzorujejo sedemsegmentni zaslon. Vsi vhodi in izhodi so fizično na plošči za zadnji modul.

3. korak: Diagram stanja

Zgornja slika prikazuje diagram stanja delovanja štoparice. Pritisk na gumb za ponastavitev ne vpliva na stanje štoparice. Naslednje stanje se določi s tipko start/stop. Zagon/zaustavitev je "HIGH", ko pritisnete navzdol, ne pa tudi, ko ga držite, in "LOW", ko je gumb odskočil nazaj ali pa ga držite pritisnjenega po kratkem "HIGH".

Če štoparica šteje in gumb za zagon/ustavitev preide v "VISOKO", štetje preneha. Če je štoparica ustavljena in gumb za zagon/ustavitev preide v "HIGH", se začne znova šteti. Če je v obeh stanjih gumb za zagon/zaustavitev "LOW", bo ostal v stanju, v katerem je trenutno.

4. korak: Modul razdelilnika ure

Modul delilnika ure ima en vhod, uro 100MHz plošče in dva izhoda, ure 480Hz in 0,5MHz. Ura 480 Hz se uporablja za hiter preklop med štirimi LED diodami na sedem-segmentnem zaslonu. Ura 0,5 MHz se uporablja za to, da štoparica dejansko šteje za centi-sekunde.

5. korak: Prikazovalni modul

Ta prikazovalni modul ima pet vhodov, uro na plošči 100 MHz, dve uri iz modula ure ter gumba za zagon/zaustavitev in ponastavitev ter dva izhoda, anode in katode. Ta modul ima tudi "logiko", kako štoparica šteje in vključuje stroj za končno stanje.

Korak 6: Vezni modul

Ta zadnji modul združuje druga dva modula. Ima tri vhode, uro na plošči 100MHz ter gumbe za zagon/zaustavitev in ponastavitev ter dva izhoda, anode in katode. Ura 100 MHz gre na razdelilnik ure in modul zaslona, gumba za zagon/ustavitev in ponastavitev pa na prikazovalni modul. Izhodi modula delilnika ure (480Hz in 0,5MHz) gredo na dva vhoda ure prikazanega modula. Izhodi prikazanega modula (anode in katode) gredo na izhode končnega modula.

7. korak: Omejitve

Dva vhoda sta lahko kateri koli gumb na plošči Basys3 Atrix-7 FPGA, izhodi pa bodo štiri anode in osem katod (ker želite tudi decimalno vejico med sekundami in milisekundami) za sedem-segmentni zaslon.

8. korak: Končano

Naložite program na svojo ploščo Basys3 Atrix-7 FPGA in pritisnite gumb za zagon/ustavitev, da aktivirate štoparico!