计时控制

在之前的实验中我们掌握了如何进行时钟分频、如何进行数码管显示与按键消抖的处理,那么在本节实验之中,我们将会实现一个篮球赛场上常见的24秒计时器。

====硬件说明====

在之前的实验中我们为读者详细介绍过小脚丫MXO2板卡上的按键、数码管、LED等硬件外设,在此不再赘述。本节将实现由数码管作为显示模块,按键作为控制信号的输入(包含复位信号和暂停信号),Altera MAX10作为控制核心的篮球读秒系统,实现框图如下:


====Verilog代码====

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// >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> COPYRIGHT NOTICE <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
// ********************************************************************
// File name    : debounce.v
// Module name  : debounce
// Author       : STEP
// Description  : 
// Web          : www.stepfpga.com
// 
// --------------------------------------------------------------------
// Code Revision History : 
// --------------------------------------------------------------------
// Version: |Mod. Date:   |Changes Made:
// V1.0     |2017/03/02   |Initial ver
// --------------------------------------------------------------------
// Module Function:计时器
 
module segment_counter
(
	clk				,
	rst				,
	hold			,
	seg_led_1		,
	seg_led_2		,
);
 
	input 	clk,rst;
	input	hold;
 
	output reg	[8:0]	seg_led_1,seg_led_2;
 
	reg			clk_divided;
	reg			hold_flag;
	reg					back_to_zero_flag	=	0;
	reg   		[6:0]   seg		[9:0];  
	reg 		[23:0]	cnt;
	reg			[3:0]	cnt_ge;
	reg			[3:0]	cnt_shi;
 
	parameter	PERIOD=6000000;	//1秒
 
	initial 
	begin
		seg[0] = 7'h3f;	   //  0
		seg[1] = 7'h06;	   //  1
		seg[2] = 7'h5b;	   //  2
		seg[3] = 7'h4f;	   //  3
		seg[4] = 7'h66;	   //  4
		seg[5] = 7'h6d;	   //  5
		seg[6] = 7'h7d;	   //  6
		seg[7] = 7'h07;	   //  7
		seg[8] = 7'h7f;	   //  8
		seg[9] = 7'h6f;	   //  9
/*若需要显示A-F,解除此段注释即可
		seg[10]= 7'hf7;	   //  A
		seg[11]= 7'h7c;	   //  b
		seg[12]= 7'h39;    //  C
		seg[13]= 7'h5e;    //  d
		seg[14]= 7'h79;    //  E
		seg[15]= 7'h71;    //  F*/
	end
 
	always @ (posedge clk) begin		// 用于分出一个1Hz的频率
			if (!rst == 1) begin
				cnt <= 0;
				clk_divided <= 0; end
			else begin
				if (cnt < PERIOD-1)
					cnt <= cnt + 1;
				else begin
					cnt <= 0;
					clk_divided <= ~clk_divided; end
				end
		end
 
	always @ (*) begin
		if (!rst == 1)
			back_to_zero_flag <= 1;
		else if (((cnt_shi*10) + cnt_ge)==24)
			back_to_zero_flag <= 1;
		else
			back_to_zero_flag <= 0;
		end
 
	always @ (posedge hold)
		hold_flag <= ~hold_flag;
 
	always @ (posedge clk_divided or posedge back_to_zero_flag) begin
		if (back_to_zero_flag == 1) begin
			cnt_ge <= 0;
			cnt_shi <= 0; end
		else if (cnt_ge == 9) begin
			cnt_ge <= 0;
			cnt_shi <= cnt_shi + 1; end
		else if (hold_flag == 1)
			cnt_ge <= cnt_ge;
		else
			cnt_ge <= cnt_ge + 1;
		end
 
	always @ (cnt_ge) begin
		seg_led_1[8:0] <= {2'b00,seg[cnt_ge]};
	 	end
 
	always @ (cnt_shi) begin
		seg_led_2[8:0] <= {2'b00,seg[cnt_shi]};
	 	end
 
endmodule


====引脚分配====

设置好复位键可消抖的按键,编译完成后下载,通过按键就可以翻转LED。你也可以定义多个按键控制多个LED,还可以比较不加按键消抖情况下实际的效果对比如何。

信号 引脚
clk J5
rst J9
hold K14
segled1[0] E1
segled1[1] D2
segled1[2] K2
segled1[3] J2
segled1[4] G2
segled1[5] F5
segled1[6] G5
segled1[7] L1
segled1[8] E2
segled2[0] A3
segled2[1] A2
segled2[2] P2
segled2[3] P1
segled2[4] N1
segled2[5] C1
segled2[6] C2
segled2[7] R2
segled2[8] B1


====小结====

本实验主要介绍了计时器的实现方式,并且包含了复位与暂停功能,读者可自行修改程序内部的时钟参数来调节计时时间。下一节将介绍PWM调制技术的应用 呼吸灯