按键电话显示器

东北石油大学课程设计2012年 3 月2日东北石油大学课程设计任务书课程EDA技术课程设计题目脉冲按键电话显示器专业电子信息工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个准确地反映按键数字具有8位显示的电话按键显示器，该电话显示器要求具有重拨的功能，当按下重拨键时，能够显示最后一次输入的电话号码。

基本要求：1、设计一个具有8位显示的电话按键显示器；2、能准确地反映按键数字；3、显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字，最低位为当前输入位；4、设置一个“重拨”键，按下此键，能显示最后一次输入的电话号码；5、挂机2秒后或按熄灭按键，熄灭显示器显示。

主要参考资料：[1] 潘松著.EDA技术实用教程(第二版). 北京：科学出版社,2005.[2] 康华光主编.电子技术基础模拟部分. 北京：高教出版社,2006.[3] 阎石主编.数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2003.完成期限20112.3.5指导教师专业负责人2012年3月2日一、一、总体设计思想1.基本原理用VHDL语言实现的脉冲按键电话显示器将由四个模块组成；按键电路，译码器，移位寄存器，锁存器和数码管显示电路，其中的译码器，移位寄存器，锁存器和数码管译码显示电路为系统的主要组成部分。

其原理通过数字键入，通过电脉冲信号到达控制电路，信号被储存在移位寄存器，该信号可由数码管显示电路显示出来，移位寄存器中的控制信号通过另外的一个控制电路将对以下电路进行控制；脉冲产生电路和计时电路，该计时电路经过译码，可显示在译码显示器上。

2.总体设计框图二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路2、模块设计和相应模块程序2.1.按键电路模块及程序按键电路功能；提供0—9数字按键的输入，同时设置有拨号键，清除键，挂机键和重拨键。

各端口说明；输入；DINI（9···0）：0到9十个数字键；CLKI：时钟脉冲；CLEAR：删除键；DIAL：拨号键；RE-DAIL：重拨键；输出：KEYOUT：可输出数字指示灯；SEG71【6···0】：8位数码管；SEG3【2···0】：数码管的七段；顶层文件程序LIBRARY IEEE; --库定义USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; --包定义USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY PLUSE_KEY IS --定义实体名、端口PORT(DIN1:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0); --定义0~9数字输入CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC; --定义可输入脉冲指示灯SEG71:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); --定义七位段码SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); -- 8个数码管END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF PLUSE_KEY IS --定义结构体COMPONENT SET_NUM IS --调用SET_NUM底层文件PORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC;SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END COMPONENT;COMPONENT DISPLAY IS --调用DISPLAY底层文件PORT(BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));END COMPONENT;SIGNAL SET_1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN --各端口的连接U1: SET_NUM PORT MAP( DIN1,CLK1,CLEAR,DIAL,RE_DIAL,KEYOUT,SET_1,SEG8); U2:DISPLAY PORT MAP(SET_1,SEG71);END ART;2.2.译码电路模块及程序译码电路的功能；译码器的功能分为两部分，第一部分把输入的一位键值转换成四位BCD码；第二部分把四位二进制译成相应的数码管输出显示码。

BCD码对应的七段数码管显示如图所示；BCD码对应的数码管显示4位BCD码g f e d c b a 显示数字0 0 0 0 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001其他情况01111110110000101101110011111100110110110111111011110000111111111011110000000123456789无BCD译码子程序各端口说明；输入：BCD【3···0】：4位BCD码；输出：数码管的七段显示BCD译码子程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DISPLAY ISPORT(BCD1:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG7:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF DISPLAY ISBEGINPROCESS(BCD1)ISBEGINCASE BCD1 ISWHEN "0000"=>SEG7<="0111111"; --显示0WHEN "0001"=>SEG7<="0000110"; --显示1WHEN "0010"=>SEG7<="1011011"; --显示2WHEN "0011"=>SEG7<="1001111"; --显示3WHEN "0100"=>SEG7<="1100110"; --显示4WHEN "0101"=>SEG7<="1101101"; --显示5WHEN "0110"=>SEG7<="1111101"; --显示6WHEN "0111"=>SEG7<="0000111"; --显示7WHEN "1000"=>SEG7<="1111111"; --显示8WHEN "1001"=>SEG7<="1101111"; --显示9WHEN OTHERS=>SEG7<="0000000"; --其他情况下数码管熄灭END CASE;END PROCESS;END ARCHITECTURE;2.3．键值显示模块及程序键值显示用于将设置好的每个按键的键值数码管上显示出来。

由于实验过程中需要使用8个数码管，在键值显示模块必须加上数码管片选及以为的程序，从而实现数据在输入后从地位向高位移动显示。

键值显示子程序各端口说明；DIN【9···0】：十个数字键；CLK:时钟脉冲；CLEAR：删除键；DIAL：拨号键；RE-DAIL：重拨键输出KEYOUT：可输入数字指示灯；SET【3···0】：键值的BCD码SEG3【2···0】：数码管的七段；键值显示子程序（SET_NUM.VHD）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY SET_NUM ISPORT(DIN:IN STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);CLK,CLEAR,DIAL,RE_DIAL:IN STD_LOGIC;KEYOUT:OUT STD_LOGIC;SET:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SEG8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF SET_NUM ISSUBTYPE TEN IS STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL BCD :TEN;TYPE NUMBER1 IS ARRAY(7 DOWNTO 0) OF STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL NUMBER : NUMBER1;SIGNAL KEY,KEY1,CLK1,DIAL1,RE_DIAL1:STD_LOGIC;SIGNAL COUNT:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT2:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);SIGNAL DIN1: STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0);SIGNAL LOCK: STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGIN----------------------------------------------------PROCESS(CLK)ISBEGINIF RISING_EDGE(CLK) THENCOUNT1<=COUNT1+1;END IF;END PROCESS;CLK1<='0' WHEN COUNT1<"1100" ELSE '1';PROCESS(CLK1)ISBEGINIF RISING_EDGE(CLK1) THENDIN1(9 DOWNTO 0)<=DIN(9 DOWNTO 0);DIAL1<=DIAL;RE_DIAL1<=RE_DIAL;END IF;END PROCESS;KEY<=(DIN1(0) OR DIN1(1) OR DIN1(2) OR DIN1(3) OR DIN1(4) OR DIN1(5) OR DIN(6) OR DIN1(7) OR DIN1(8) OR DIN1(9));PROCESS(CLK1)ISBEGINIF FALLING_EDGE(CLK1) THENIF COUNT2="100" THENIF CLEAR='0'AND RE_DIAL='0' THENKEY1<=KEY;ELSIF CLEAR ='1' AND RE_DIAL='0' THENKEY1<=CLK;ELSE KEY1<=RE_DIAL1;END IF;COUNT2<="000";ELSECOUNT2<=COUNT2+1;END IF;END IF;END PROCESS;--------------------------------------PROCESS(DIN1)ISBEGINIF DIN1(6)='1' THEN BCD<="0110";ELSIF DIN1(1)='1' THEN BCD<="0001";ELSIF DIN1(2)='1' THEN BCD<="0010";ELSIF DIN1(3)='1' THEN BCD<="0011";ELSIF DIN1(4)='1' THEN BCD<="0100";ELSIF DIN1(5)='1' THEN BCD<="0101";ELSIF DIN1(0)='1' THEN BCD<="0000";ELSIF DIN1(7)='1' THEN BCD<="0111";ELSIF DIN1(8)='1' THEN BCD<="1000";ELSIF DIN1(9)='1' THEN BCD<="1001";ELSE BCD<="0000";END IF;END PROCESS;------------------------------------------------------KEYOUT<=KEY1;PROCESS(KEY1)ISBEGINIF RISING_EDGE(KEY1) THENIF CLEAR='0' AND RE_DIAL1='0' THEN --输入数字，实现数字从低位向高位移动NUMBER(7)<=NUMBER(6);NUMBER(6)<=NUMBER(5);NUMBER(5)<=NUMBER(4);NUMBER(4)<=NUMBER(3);NUMBER(3)<=NUMBER(2);NUMBER(2)<=NUMBER(1);NUMBER(1)<=NUMBER(0);NUMBER(0)<=BCD;ELSIF CLEAR='1' AND RE_DIAL1='0' THEN --按下删除键，数字从高位向低位移动NUMBER(0)<=NUMBER(1);NUMBER(1)<=NUMBER(2);NUMBER(2)<=NUMBER(3);NUMBER(3)<=NUMBER(4);NUMBER(4)<=NUMBER(5);NUMBER(5)<=NUMBER(6);NUMBER(6)<= NUMBER(7);NUMBER(7)<="1111";ELSE --将已输入数字锁存NUMBER(7)<= LOCK(31 DOWNTO 28);NUMBER(6)<= LOCK(27 DOWNTO 24);NUMBER(5)<= LOCK(23 DOWNTO 20);NUMBER(4)<= LOCK(19 DOWNTO 16);NUMBER(3)<= LOCK(15 DOWNTO 12);NUMBER(2)<= LOCK(11 DOWNTO 8);NUMBER(1)<= LOCK(7 DOWNTO 4);NUMBER(0)<= LOCK(3 DOWNTO 0);END IF;END IF;END PROCESS;---------------------------------------------------------PROCESS(CLK)ISBEGINIF RISING_EDGE(CLK) THENCOUNT<=COUNT+1;END IF;END PROCESS;---------------------------------------------------------PROCESS(COUNT)ISBEGINCASE COUNT IS --片选，选择数码管WHEN "0001"=>SET<=NUMBER(7);SEG8<="00000001";WHEN "0011"=>SET<=NUMBER(6);SEG8<="00000010";WHEN "0101"=>SET<=NUMBER(5);SEG8<="00000100";WHEN "0111"=>SET<=NUMBER(4);SEG8<="00001000";WHEN "1001"=>SET<=NUMBER(3);SEG8<="00010000";WHEN "1011"=>SET<=NUMBER(2);SEG8<="00100000";WHEN "1101"=>SET<=NUMBER(1);SEG8<="01000000";WHEN "1111"=>SET<=NUMBER(4);SEG8<="10000000";WHEN OTHERS=>NULL;END CASE;END PROCESS;----------------------------------------------------------PROCESS(DIAL1)ISBEGIN --在重拨键以后，显示已拨号码IF RISING_EDGE(DIAL1) THENLOCK(31 DOWNTO 28)<=NUMBER(7);LOCK(27 DOWNTO 24)<=NUMBER(6);LOCK(23 DOWNTO 20)<=NUMBER(5);LOCK(19 DOWNTO 16)<=NUMBER(4);LOCK(15 DOWNTO 12)<=NUMBER(3);LOCK(11 DOWNTO 8)<=NUMBER(2);LOCK(7 DOWNTO 4)<=NUMBER(1);LOCK(3 DOWNTO 0)<=NUMBER(0);END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE;3．仿真及仿真结果分析4．实验调试结果电话按键显示器能够准确地反映按键数字具有8位显示，同时显示器显示从低位向高位前移，逐位显示按键数字。