模可变计数器

南昌大学实验报告
学生姓名：陈杰学号：6100208002 专业班级：电子081班
实验类型：验证□综合□设计■创新□实验日期：2010/10/26 实验成绩：
实验二模可变计数器设计（模23/模109）
一、实验目的
1．学习一般的数字电路设计；
2．学习数码管的输出方法；
3．进一步熟悉Quartes II集成开发软件的使用以及PH-1V型实验装置的使用二、实验内容与要求
1．设置一位控制位M，要求M=0：模23计数；M=1：模109计数；
2．计数结果用两位数码管显示，显示BCD码；
3．给出此项设计的仿真波形；
三、设计思路/原理图
数字电路以前学过模值计数器的设计，而这个实验只是在原类型题加了一个模值转换的设置，再加上要求用数码管显示，所以必须把计数结果转换成BCD码，所以干脆直接使用BCD码进行模值控制。

四、实验程序（程序来源：陈杰）
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity cnt109 is
port(clk,rst,en,M:in std_logic;
cq,cqq,cqqq: out std_logic_vector (3 downto 0)) ;
end cnt109;
architecture behav of cnt109 is
begin
process(clk,rst,en,M)
variable cq1:std_logic_vector (11 downto 0);
variable Z:std_logic_vector (11 downto 0);
begin
case M is
when '0' => Z:="000000100010";
when '1' => Z:="000100001000";
end case;
if rst='1' then cq1:=(others=>'0');
elsif clk'event and clk='1' then
if en='1' then
if cq1<Z then
if cq1(7 downto 0) =153 then cq1:=cq1+103;
elsif cq1(3 downto 0)=9 then cq1:=cq1+7;
else cq1:=cq1+1;
end if;
else cq1 :=( others =>'0') ;
end if;
end if;
end if;
cq<=cq1( 3 downto 0);cqq<=cq1 ( 7 downto 4 ) ;cqqq<=cq1 ( 11 downto
8);
end process;
end behav;
五、实验步骤
1．设计模可变计数器逻辑描述（如实验设计），输入到软件中，全程编译并时序仿真。

时序仿真的波形图如下：
实验仿真波形分析：
AB 段：当M 从O 到1后，计数器由2模3转换到模109
CD 段：当M 为1时，计数器以模109计数
EF 段：当M 为0时，计数器以模23计数
FG 段：当rst 为1时，计数器清零
2．2．锁定引脚，CLK —58，EN —53，RST —54，M —55，cq[0]—172，cq[1]—173，cq[2]—174,cq[3]—175，cqq[0]—176，cqq[1]—177，cqq[2]—179，cqq[3]—180，cqqq[0]—186 cqqq[1]-187
Cqqq[2]-189 cqqq[3]-190
3．下载到实验箱。

4．验证结果。

5．收拾仪器。

七、硬件测试
当en 接1，M 接0时，进行模23计数。

当en 接1，M 接1时，进行模109计数。

Rst 可以清零，符合设计要求
八、实验小结
1．相比较第一个实验，这个实验感觉更简单，只要想到了程序的设计方法其他的都能解决，所以，对这次实验来说，思路想法是很重要的。

2．每次在寝室完成了一个实验后总是担心因为实验工具软件不同而在实验室出现不可预知的问题。

所以在实验前已经把引脚锁定好了，希望实验室能早点做出来。

但是由于
其他原因的影响，实验未必都能在合适的时间（老师刚好经过之前）完成，而偏偏在老师刚好到下一排去检查或是没看到举手而延迟了实验结果的检查。

4．由于之前自己电脑坏的，所以也没足够的时间去考虑任意模的问题，但是做完实验后发现，其实只要引用一个中间变量，像Z一样从00000到11111变化，这样就完成了任意模。

因而希望以后能尽可能高效的完成实验。

九、心得体会
该实验的设计还可以进一步完善，上面的设计是最简单的，但并不是最好的。

实验可以设置数码管的动态扫描输出，上面的设计是采用数码管静态输出。

在后面数字钟的实验中会采用数码管的动态扫描。

设计实验代码时最好不要用太多的IF语句，否则会导致逻辑混乱，有可能得不到正确的输出波形。