微波炉eda

time3 := "0000";-- 复位处理
elsif min10'event and min10 = '1' then -- 设置十分位时间
if time3 < 9 then
time3 := time3 + 1;
else
time3 := "0000"; -- 十分位最大为9,超过置0
end if;
if timeTotal <= "1001100101011001" then-- 在 5999 秒内
if time0 = "0000" then
if time1 /= "0000" then-- 向十秒位借位
time1 := time1-1;
time0 := "1001";-- 借位后一秒位为 "1001"
time1 := "1111";
time0 := "1111";
end if;
elsif timeTotal > 0 then
time0 := time0 - 1;-- 不需要借位则直接用一秒位减一
end if;
end if;
减计数模块的设计中，采用了if 嵌套的模式，处理各位的借位。当clock时钟上升沿到来即执行一次判断。程序中并没有采用直接对信号进行赋值，而是重新再进程中重新定义了四个临时的信号。处理完成后再赋值给中间信号 tSec1,tSec10,tMin1,tMin10。 由于变量赋值的即时性，程序也方便将信号赋给测试信号测试。
( 4 )当十分位不为零，如果borrow位为1则减一后清零借位信号borrow，置位一分位和一秒位为"1001 "即为9，置位十秒位为"0101"。为零则减计数完毕。置位tSec1、tSec10、tMin1、tMin10为"1111"。结束减计数程序。
减计数程序代码如下：
timeTotal := time3&time2&time1&time0; -- 并置各个时间位
一设计题目和要求
设计题目为：微波炉定时控制器
设计要求：
1、复位开关：
2、启动开关：
3、烹调时间设置：
4、烹调时间显示：
5、七段码测试：
6、启动输出：
7、按TEST键可以测试七段码管，显示为“8888”；
8、设定时间后，按启动键开始烹调，同时七段码显示剩余时间，时间为0时，显示烹调完成信息“CDEF”
end if;
时间设定模块的中需要注意很多细节上的问题。首先，微波炉的时间最大为 99分59秒 ，不应该有 99分 99 秒。明白这点是后面写代码的基础。由于采用的是四个按钮单独控制各个时间位。还需要注意的是当各位的时间到达最大值后，再次按下按钮，应该回零处理。
时间初始化时序图仿真：
其中t0,t1,t2,t3 为输出显示信号，为方便观察tSec1,tSec10,tMin1,tMin10的数据，加入的测试信号
elsif time2 /= "0000" then -- 向一分位借位
time2 := time2 -1;
time1 := "0101";-- 借位后十秒位为 "0101"
time0 := "1001";-- 借位后一秒位为 "1001"
elsif time3 /= "0000"then-- 向十分位借位
4.3 减计数模块设计
当检测到start按钮按下时则启动减计数程序开始减计数，本次课设没有采用状态机实现倒计时而是使用了基本的vhdl处理。较状态机而言，程序更为简洁，更具有可读性。
减计数由于显示模块为四位十进制数，所以需要单独控制各位的数值。
减计数模块端口图：
( 1 )开始减计数后，判断，秒位是否为"0000"，不为零则依据clock时钟开始递减。
鉴于本课题，流程简单，所以用一般的VHDL语言设计，没有使用状态机。
如果用状态机设计 状态图如下
态图可以看出设计较为复杂，因采用基本的vhdl 方法实现，反而更为简洁。
时钟模块 由于需要实现倒计时功能 所以采用了 2KHz 频率 分频后 作为倒计时时钟 。
设定时间模块 使用四个按钮分别设定 时间的 秒位 十秒位 一分位 十分位 单独控制，十秒位最大为5，其他位最大为9，超过则为0，重新计数。当检测到开始加热信号时，开始减计数。
when others => led3 := "0111111" ; -- 异常情况都输出 '0'
end case;
显示译码模块的设计，由于加热完毕需要显示为"CDEF" 。所以采用了对每一位数码管单独设计译码模块。 检测到 "1111" 时，各位显示对应的字符。还需要注意对其他状态的处理，每个数码管只需要显示 0-9 和 一个"1111" 状态，还需对其他状态 置零处理 。
when "0001" => led3 := "0000110";
when "0010" => led3 := "1011011";
when "0011" => led3 := "1001111";
when "0100" => led3 := "1100110";
when "0101" => led3 := "1101101";
减计数时序仿真：
其中t0,t1,t2,t3 为输出显示信号，为方便观察tSec1,tSec10,tMin1,tMin10的数据，加入的测试信号
4.4 显示译码模块
显示译码模块采用动态扫描位选输出数据，不需对四个数码管都进行绑定。同时负责 test 信号的处理。当 test 按钮按下时 ，不再接收进程间传递信号tSec1、tSec10、tMin1、tMin10 的数据 ，直接给数码管送段码显示 "1111111" 。
为零则置位借位判断位borrow，向十秒为借位。
( 2 )当十秒为不为零时，如果borrow位为1则减一后清零借位信号borrow，置位一秒位为"1001 "即为9。如果十秒位为零borrow为1，则向一分位借位。
( 3 )当一分不为零，如果borrow信号为1则减一清零借位信号borrow，置位十秒为"0101"即为5，置位一秒位为"1001"即为9。如果一分位为零borrow为1，则向十分位借位。
if count = "011" then-- 只需四个数码管,当count = 3 时 将count 复位
count := "000";
else
count := count + 1;
end if;
case count is-- 依据位码选择对应数码管显示
time3 := time3 - 1;
time2 := "1001";-- 借位后一分位和一秒位为 "1001"
time1 := "0101";-- 借位后十秒位为 "0101"
time0 := "1001";
elsif time3 = "0000" then
time3 := "1111";
time2 := "1111";
程序进程功能：
分频模块时间设定和倒计时减计数
复位 start sec1 sec10 tmin1 tmin10 测试
三程序流程图
四单元模块设计
4.1 分频模块设计
分频模块主要利用2Khz的时钟信号进行分频。得到1s的clock时钟信号，用于计数模块的时钟信号。试验箱上有1Khz，2Khz，2MHz等多个时钟信号。而在这里采用2Khz的信号使用。2Khz/2000=1s，所以采用2Khz进行千分频得到1s的信号。
二 方案分析
根据题目要求，现需设计一个微波炉控制器，通过该控制器再配以4个七段数码二极管完成微波
炉的定时及信息显示。该系统控制部分以FPGA芯片为核心，根据该微波炉控制器的功能设计要求，本系统可由以下4个模块组成：①时钟分频模块；②时间初始化模块；③烹调倒计时模块；④显示译码模块。
系统端口图如下：
clk是秒时钟脉冲输入，它接收每秒一个时钟脉冲的节拍信号。reset为复位信号，高电平有效，用于芯片的复位功能。test为测试信号，高电平有效，用于测试4个七段数码二极管工作是否正常。start为开始加热信号。sec1、sec10、min1、min10为设定时间的秒位、十秒位、一分位、十分位。selectLed为数码管位选信号共3位。Led为数码管段码信号共7位。
分频程序端口图如下：
分频程序如下：
if reset = '1' then
clock<= '0';
setFreq := 0 ;
elsif clk'event and clk = '1' then
setFreq := setFreq + 1;
if setFreq = 2000 then
setFreq := 0;
测试信号 测试信号直接控制显示输出 按下后 不接收从倒计时模块传递的数据 直接显示 "8888" 。设计测试信号 test 时，开始讲 test 信号的检测放在设定时间模块 。 由于该模块本来就较为复杂，test信号的加入，并不是最好的方案。而且当test 信号 为高电平时 ，还需要通过 tsec1 ,tsec10,tmin1 ,tmin10 四个中间信号传递给译码模块 所以在设计此功能时，直接将信号处理 加在了显示译码模块 。使各模块功能更为平均。