8位计数器EDA课程设计报告

课程设计说明书

题目8个LED循环显示、计数器的设计

起止日期 2009.12.18-2010.1.4

电子设计自动化设计任务书

系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：

长沙学院课程设计鉴定表

目录

1、课程设计目的 (5)

2、课程设计题目 (5)

3、设计内容 (5)

3.1 设计思路 (5)

3.2 设计步骤 (5)

4、程序中各引脚的分配 (12)

5、程序结构框图 (13)

6、完整程序 (14)

7、课程设计总结 (21)

参考文献 (22)

一、课程设计目的

系统提供一个50MHZ的时钟，要求用VHDL语言设计一个8位计数器，同时有一

个8位led循环显示灯，当灯亮一次，数码管上就记一次数。通过做此计数器，知道分频的概念，并且知道如何分频，同时知道什么是数码管的动态显示，怎么做出数码管的动态显示。

二、课程设计题目

8个LED循环显示、计数器的设计。

三、设计内容

1、设计思路：

由于要设计一个8个led灯循环显示的计数器。则重要的设计部分在于让led灯循环显示，同时在显示的同时数码管的数加1;要让led灯亮的同时，数码管上面的数字加1，则需要在同一个脉冲下完成计数器加一，led等循环亮一位。

由于系统给定的时钟是50Mhz，显然数码管和led灯不能正常工作，这就涉及到要将50mhz频率分频，将频率变小，使计数器和led灯能正常工作；

Led灯设计思路:led灯要实现循环显示，即第一个灯亮之后，在出现一个上升沿脉冲后，第二个灯亮，第一个灯灭，来一个脉冲移动一个，并实现循环，为了实现循环，设计思路是讲来一次脉冲将最高位补到最低位，次最高位变成最高位。

数码管的设计思路：由于数码管要求是动态显示，显然还要分出一个置位工作扫描频率，由于人的视觉暂留，频率应该大于24hz，为了数码管显示效果，我分出了1000hz的频率来扫描8位数码管的工作。

分频的设计思路：分频是为了将50mhz的频率减小，即在50mhz（clk）出现n个上升沿之前另一个clk1不翻转，而在n个上升沿时翻转，在2n之前一直保持翻转后的状态，到2n时，计数器清零，同时再实现翻转，这样就能做出任意较小的频率实现设计。

2、设计步骤：

首先设计分频计数器，由于要有一个数码管置位工作扫描频率，还要有一个实现计数个和led灯循环显示的频率，即分频要分出两个不同的频率：

分频程序入下：

process(clk)

variable cout:integer:=0;

begin

IF clk'event and clk='1' then

cout:=cout+1;

if cout<=25000 then clk1<='0';

elsif cout<50000 then clk1<='1';

else cout:=0;

end if;

end if;

end process;

process(clk)

variable cout:integer:=0;

BEGIN

IF clk'event and clk='1' then

cout:=cout+1;

IF cout<=1250000 then clk2<='0';

elsif cout<25000000 then clk2<='1';

else cout:=0;

end if;

在进程中，clk为原始频率50mhz，以上两个进程是为了分出2hz频率和1000hz频率，其中count是进程中的一个变量，用来出现上升沿脉冲计数。其中clk1是分出来的1000hz；频率，clk2是分出来的2hz的led灯移动和数码管计数的频率；

在频率分出来后，就可以设计led灯的循环显示了，led灯循环显示的程序如下：

process(rst,start,clk2)

variable reg8:std_logic_vector(7 downto 0);

variable fg:integer:=1;

begin

if rst='1' then

reg8:=(others=>'1');

fg:=1;

elsif clk2'event and clk2='1' then

if start='1' then

if fg=1 then reg8:="11111110";

fg:=0;

else reg8:=reg8(6 downto 0)®8(7);

end if;

end if;

end if;

din8<=reg8;

end process;

程序中，rst是复位信号，功能是在在出现rst=1是，将led回到最初始状态，从程序中看是灯全灭掉，当rst=0是，回复循环显示；start是一个开始信号，只有start=1是，计数才开始工作；din8是一个八位的二进制数，在硬件上直接和8个led灯连接；fg是设计的一个标志位，目的是为了在开始来第一个脉冲时，使第一个led灯变亮，并将fg赋值为零，来第二个脉冲时，就开始循环；

当rst=0并且start=1时，Led的波形图如下：

从图中看出，在rst为0，start为1时，则led灯的显示就会出现出现循环显示，din由

11111110到01111111，之后又回到11111110开始循环；

在rst=1是，将会复位，即din=“11111111”，波形如下：

从图中明显能看出，在rst为1时，本该进行循环的程序在rst=1时，将使din全部置一了，即实现你rst的功能。

在做start的功能时，start的功能是，在rst=0，start=1时，将会做led灯的循环，在rst=0，start=1时，将使其暂停循环功能，并保持当前状态不变，波形图如下：

如图所示，在start=0时，din就停留在11110111，此二进制数正好十进制是239，一直保持此状态，在start=1是，则开始循环的工作。

做完以上程序的设计，即要实现数码管的动态显示,首先要做的就是数码管的动态显示，即要不间断的扫面8个数码管的工作位，扫描置位程序如下：

process(clk1)

begin

if clk1'event and clk1='1' then

if wei=7 then wei<="000";

else wei<=wei+1;

end if;

end if;

end process;

process(wei)

begin

case wei is