VHDL štoperica: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ovo je vodič o tome kako napraviti štopericu pomoću VHDL-a i FPGA ploče, poput Basys3 Atrix-7 ploče. Štoperica može računati od 00,00 sekundi do 99,99 sekundi. Koristi dva dugmeta, jedno za dugme start/stop, a drugo za dugme za resetovanje. Brojevi se prikazuju na sedmo-segmentnom ekranu ploče koristeći njene anode i katode. Tri su različite datoteke potrebne za rad ove štoperice.

Korak 1: Hardver/softver

• Basys3 Atrix-7 FPGA ploča
• Vivado Design Suite iz Xilinxa
• USB 2.0 A muški na Micro-B muški

Korak 2: Blok dijagram

Štoperica ima tri ulaza i dva izlaza. Tri ulaza su start/stop, reset i sat. Start/stop i reset su dugmad, a sat je 100MHz na ploči. Dva izlaza su anode i katode za sedmosegmentni ekran.

Prvi modul (razdjelnik sata) ima jedan ulaz i dva izlaza. Ulaz je takt ploče od 100 MHz, a izlazi su dva odvojena takta, jedan radi na 480Hz, a drugi na 0.5MHz.

Drugi modul (ekran) ima pet ulaza i dva izlaza. Ulazi su takt na ploči od 100 MHz, dva takta iz modula razdjelnika sata i tipke za pokretanje/zaustavljanje i resetiranje. Izlazi su anode i katode.

Posljednji modul (modeliran cijelim blok dijagramom) ima tri ulaza i dva izlaza. Ovo je datoteka koja sve spaja. Ulazi su na ploči 100MHz i tipke start/stop i reset. Izlazi su anode i katode koje upravljaju zaslonom od sedam segmenata. Svi ulazi i izlazi su fizički na ploči za završni modul.

Korak 3: Dijagram stanja

Gornja slika prikazuje dijagram stanja kako radi štoperica. Pritiskom na gumb za resetiranje nema utjecaja na stanje štoperice. Sljedeće stanje se određuje tipkom start/stop. Start/stop je "HIGH" kada se pritisne, ali ne i kada se drži pritisnut, i "LOW" kada je dugme odskočilo unazad ili je pritisnuto nakon što je trenutno "HIGH".

Ako štoperica broji i tipka za pokretanje/zaustavljanje ide na "HIGH", tada prestaje brojati. Ako je štoperica zaustavljena i tipka za pokretanje/zaustavljanje ide na "HIGH", tada počinje ponovno brojanje. Za oba stanja, ako je tipka start/stop "LOW", tada će ostati u stanju u kojem se trenutno nalazi.

Korak 4: Modul razdjelnika sata

Modul razdjelnika takta ima jedan ulaz, takt ploče 100MHz i dva izlaza, taktove 480Hz i 0,5MHz. Sat od 480Hz koristi se za držanje svih LED dioda na sedmosegmentnom ekranu "uključenim" istovremeno brzim prebacivanjem kroz četiri. Takt od 0,5 MHz koristi se za štopericu za stvarno brojanje po centi-sekundama.

Korak 5: Modul prikaza

Ovaj modul za prikaz ima pet ulaza, takt na ploči od 100 MHz, dva sata sa modula sata, tipke za pokretanje/zaustavljanje i resetiranje te dva izlaza, anode i katode. Ovaj modul također ima "logiku" za to kako štoperica broji i uključuje stroj konačnih stanja.

Korak 6: Modul za vezivanje

Ovaj posljednji modul je onaj koji spaja druga dva modula. Ima tri ulaza, takt na ploči od 100 MHz i tipke start/stop i reset, te dva izlaza, anode i katode. Takt od 100 MHz ide na modul razdjelnika sata i modul zaslona, a tipke za pokretanje/zaustavljanje i resetiranje idu na modul zaslona. Izlazi modula razdjelnika sata (480Hz i 0.5MHz) idu na dva ulaza sata na modulu prikaza. Izlazi modula prikaza (anode i katode) idu na izlaze završnog modula.

Korak 7: Ograničenja

Dva ulaza mogu biti bilo koja tipka na Basys3 Atrix-7 FPGA ploči, a izlazi će biti četiri anode i osam katoda (jer želite i decimalnu točku između sekundi i milisekundi) za prikaz u sedam segmenata.

Korak 8: Gotovo

Prenesite program na svoju Basys3 Atrix-7 FPGA ploču i pritisnite dugme za pokretanje/zaustavljanje da biste pokrenuli štopericu!