BCD7段数码管显示译码器电路设计

可描述组合逻辑、时序逻辑。
常用的顺序描述语句：
赋值语句； if语句；case语句；loop语句； next语句；exit语句；子程序；return语句； wait语句；null语句。
1、变量赋值与信号赋值
变量与信号的差异：
1）赋值方式的不同： 变量：= 表达式； 信号 < = 表达式；
2）硬件实现的功能不同： 信号代表电路单元、功能模块间的互联，
一、项目资讯
1、BCD-7段数码管显示译码器电路的工作原 理。
2、基于FPGA与VHDL的数字电路与数字系 统设计方法与工作流程。
3、WITH-SELECT 语句与WHEN-ELSE语句 及其应用。
4、进程语句、CASE语句、IF语句及其应用。
二、项目计划
• ⑴能在Max+PlusII软件平台上调试BCD-7 段显示译码电路VHDL程序，并进行功能仿 真；
Combinational Process
component
ports
硬件执行：并行执行（VHDL本质） 仿真执行：顺序执行、并行执行 分为两大类：顺序（Sequential）描述语句
并行（Concurrent）描述语句
顺序描述语句： 执行顺序与书写顺序一致，与传统软件设计
语言的特点相似。顺序语句只能用在进程与子程 序中。
process(…) begin
a <= c; ...
end process;
end ex;
例：信号赋值与变量赋值的比较
信号赋值： architecture rtl of sig is signal a,b : std_logic; -- 定义信号 begin
process(a, b) begin
a <= b ; b <= a ; end process ; end rtl ; -- 结果是 a 和 b 的值互换
变量赋值： architecture rtl of var is begin process variable a,b:std_logic; -- 定义变量 begin a := b ; b := a ; end process ; end rtl; -- 结果是a和b的值都等于b的初值
• ⑵能在EDA实验系统上进行硬件验证测试。
本项目涉及的VHDL语法
• VHDL顺序语句（CASE) • 变量与信号的区别 • VHDL并行语句（PROCESS)
VHDLY
ARCHITECTURE
Process
Process
Sequential Process
代表实际的硬件连线； 变量代表电路单元内部的操作，代表暂
存的临时数据。
3）有效范围的不同： 信号：程序包、实体、结构体；全局量。 变量：进程、子程序；局部量。
ARCHITECTURE
{SIGNAL Declarations} label1: PROCESS {VARIABLE Declarations}
例：变量赋值实现循环语句功能
process(indicator, sig) variable temp : std_logic;
begin temp := ‘0’ ; for i in 0 to 3 loop
temp:=temp xor (sig(i) and indicator(i));
end loop ; output <= temp; end process;
如改为信号，则无法实现原功能： …… signal temp : std_logic; …… process(indicator, sig, temp) begin
temp<= ‘0’ ; temp<=temp xor (sig(0) and indicator(0)); temp<=temp xor (sig(1) and indicator(1)); temp<=temp xor (sig(2) and indicator(2)); temp<=temp xor (sig(3) and indicator(3)); output <= temp ; end process ;
begin process(…) begin a <= b; … a <= c; end process;
end rtl;
architecture rtl of ex is signal a : std_logic;
begin process(…) begin a <= b; … end process;
┇
label2: PROCESS {VARIABLE Declarations}
4）赋值行为的不同： 信号赋值延迟更新数值、时序电路； 变量赋值立即更新数值、组合电路。
5）信号的多次赋值 a. 一个进程：最后一次赋值有效 b. 多个进程：多源驱动 线与、线或、三态
例：信号的多次赋值
architecture rtl of ex is signal a : std_logic;
转向控制语句
转向控制语句通过条件控制开关决定是否执 行一条或几条语句，或重得执行一条或几条语句， 或跳过一条或几条语句。
BCD-7段数码管显示译码器电路设计
• 一、项目资讯 请根据要求在EDA实验箱上设计BCD-7段数码
管显示译码器电路，要求： ⑴使用EDA实验箱上开关设置模块的K4、K3、
K2、K1开关作为BCD码输入； ⑵使用EDA实验箱上键盘显示模块中最右边一
位的数码管显示输入的BCD码编码数值； ⑶进行功能仿真。
以上语句等效为： process(indicator, sig)
variable temp : std_logic ; begin
temp := ‘0’ ; temp :=temp xor (sig(0) and indicator(0)); temp :=temp xor (sig(1) and indicator(1)); temp :=temp xor (sig(2) and indicator(2)); temp :=temp xor (sig(3) and indicator(3)); output <= temp ; end process ;