VHDL秒表

【VHDL 秒表】是一种使用VHDL（VHSIC Hardware Description Language）编程语言设计的电子秒表系统，通常应用于嵌入式系统或数字逻辑电路中。VHDL是一种用于描述数字系统的硬件描述语言，它允许设计者用结构化的方式描述硬件的行为和结构，然后通过综合工具将这些描述转化为实际的电路。 在《VHDL 语言》课程设计中，设计任务是创建一个数码管显示的电子秒表，具备以下功能： 1. 显示精确到0.01秒的时间。 2. 开机时显示初始值00.00.00。 3. 用户可随时进行清零、暂停和继续计时操作。 4. 最大计时可达59.59.99分钟。 5. 设计需使用CPLD（Complex Programmable Logic Device）芯片，如EP1C12Q240C8，它属于 Cyclone 系列，具有高速数据传输能力和低功耗特性。 设计方案通常有两种选择： 1. 采用8051 IP核，构建基于FPGA的8051单片机应用系统。优点是拥有标准8051指令集，但设计复杂，程序编写繁琐，可以考虑直接使用8051单片机。 2. 直接使用CPLD芯片，配合共阴七段数码管、按键和LED。虽然精确度相对较低，但对于秒表系统来说已经足够。 设计的总体框图显示了各个输入和输出接口，包括电源（VCC）、设置（set）、复位（reset）、时钟（clk）以及用于控制和显示的信号线。系统由多个模块组成，如： - 毫秒控制模块（msecond）：负责毫秒级别的计时。 - 秒控制模块（second）：处理秒级别的计时。 - 分钟控制模块（minutes）：管理分钟级别的计时。 - LED模块（alert）：显示时间的七段数码管驱动。 - 数码管扫描模块（zhishi）：实现数码管的逐位显示。 - 显示驱动模块（deled）：处理数码管的亮度和闪烁。 在硬件电路设计中，每个模块都有其特定的功能，例如： - 毫秒、秒和分钟模块通过内部逻辑电路和计数器来计算时间。 - 复位和设置输入可以用来初始化或暂停计时。 - 时钟信号是整个系统的基础，控制着时间的增加。 - LED模块则根据当前的时间值点亮相应的数码管段，显示时间。 在程序设计阶段，VHDL代码将描述这些模块的逻辑行为，使用进程（process）来响应时钟和其他输入信号的变化。同时，可能会使用到库中的计数器、移位寄存器等组件。编译仿真步骤是为了验证设计的正确性，确保秒表在不同操作条件下能够准确无误地工作。 VHDL 秒表设计是一个结合硬件电路和软件编程的实践项目，它锻炼了设计者的逻辑思维和动手能力，同时也展示了VHDL语言在数字系统设计中的强大应用。