VHDL እና Basys3 ቦርድ በመጠቀም መሰረታዊ የሩጫ ሰዓት - 9 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:32

መሰረታዊ የ VHDL እና Basys 3 ሰሌዳ በመጠቀም የሩጫ ሰዓት እንዴት እንደሚገነቡ ወደ መማሪያው እንኳን በደህና መጡ። እኛ ፕሮጀክታችንን ለእርስዎ በማካፈል ደስተኞች ነን! ይህ ለኮርስ CPE 133 (ዲጂታል ዲዛይን) በካል ፖሊ ፣ SLO በመኸር 2016 ውስጥ የመጨረሻው ፕሮጀክት ነበር። እኛ የገነባነው ፕሮጀክት ጊዜን የሚጀምር ፣ ዳግም የሚያስጀምር እና ለአፍታ የሚያቆም ቀላል የሩጫ ሰዓት ነው። በ Basys3 ሰሌዳ ላይ እንደ ግብዓቶች በሶስት የግፋ አዝራሮች ይወስዳል ፣ እና ጊዜው በቦርዱ አራት አሃዝ ሰባት ክፍል ማሳያ ላይ ይታያል። ያለፈው ጊዜ በሰከንዶች ውስጥ ይታያል -የሴንት ሴኮንዶች ቅርጸት። ጊዜውን ለመከታተል የቦርዱን ስርዓት ሰዓት እንደ ግብዓት ይጠቀማል እና ጊዜውን ወደ ሰባት ክፍል ማሳያ ወደ አራት አሃዞች ያወጣል።

ደረጃ 1: ቁሳቁሶች

ለዚህ ፕሮጀክት የሚያስፈልጉዎት ቁሳቁሶች-

• ከ Xilinx የተጫነ የቪቫዶ ዲዛይን Suite WebPack ያለው 1 ኮምፒተር (ስሪት 2016.2 ን ይመርጣል)
• 1 Digilent Basys3 Xilinx Artix-7 FPGA ቦርድ
• 1 የዩኤስቢ ወደብ ገመድ

ደረጃ 2 - ግብዓቶችን እና ግብዓቶችን ማዘጋጀት

ከላይ ያለው ስእል የዋናው የሩጫ ሰዓት ሞጁል የላይኛው ደረጃ የማገጃ ንድፍ ያሳያል። የሩጫ ሰዓቱ ግብዓቶችን “CLK” (ሰዓት) ፣ “S1” (የመነሻ ቁልፍ) ፣ “S2” (ለአፍታ ማቆም አዝራር) ፣ እና “RST” (ዳግም አስጀምር) ግብዓቶችን ይወስዳል እና ባለ 4-ቢት ውፅዓት “አናዶስ” ፣ 7-ቢት ውፅዓት “ክፍል ፣” እና አንድ ቢት ውፅዓት “DP” (የአስርዮሽ ነጥብ)። ግቤት "S1" ከፍተኛ ሲሆን ፣ የሩጫ ሰዓቱ ጊዜን መቁጠር ይጀምራል። «S2» ዝቅተኛ ሲሆን የሩጫ ሰዓቱ ጊዜውን ያቆማል። “RST” ከፍ ባለ ጊዜ ፣ የሩጫ ሰዓቱ ቆሞ ጊዜውን እንደገና ያስጀምረዋል። በወረዳው ውስጥ አራት ንዑስ ሞዱሎች አሉ-የሰዓት አከፋፋይ ፣ አሃዝ ቆጣሪ ፣ የሰባት ክፍል ማሳያ ነጂ እና የሰባት ክፍል ማሳያ መቀየሪያ። የሩጫ ሰዓቱ ዋና ሞጁል ሁሉንም ንዑስ ሞዱሎችን በአንድ ላይ እና ወደ ግብዓቶች እና ግብዓቶች ያገናኛል።

ደረጃ 3 ሰዓቶችን መሥራት

የሰዓት መከፋፈያ ሞዱል በስርዓት ሰዓት ውስጥ ይወስዳል እና ከስርዓቱ ሰዓት የማይበልጥ የማንኛውንም ሰዓት ሰዓት ለመፍጠር የአከፋፋይ ግቤትን ይጠቀማል። የሩጫ ሰዓቱ ሁለት የተለያዩ የሰዓት ሞጁሎችን ይጠቀማል ፣ አንደኛው 500 Hz ሰዓት የሚፈጥር ሲሆን ሌላኛው ደግሞ 100 Hz ሰዓት ይፈጥራል። የሰዓት መከፋፈያው መርሃግብሩ ከላይ ባለው ስእል ላይ ይታያል። የሰዓት መከፋፈያው አንድ-ቢት ግብዓት “CLK” ፣ እና 32-ቢት ግብዓት “አከፋፋይ” እና ነጠላ-ቢት ውፅዓት “CLKOUT” ይወስዳል። “CLK” የስርዓት ሰዓት እና “CLKOUT” የውጤት ሰዓት ነው። ሞጁሉ ቁጥሩ የአከፋፋይውን እሴት ሲደርስ “CLKTOG” የሚል ምልክት የሚቀይር ያልሆነ በርን ያካትታል።

ደረጃ 4 - እስከ አስር መቁጠር

አሃዝ ቆጣሪ እያንዳንዱን አሃዝ ከ 0 ወደ 10 ይቆጥራል እና ቆጠራው ሲደርስ ቀጣዩ አሃዝ ከዚያ ንዝረት እንዲሠራ ሌላ ሰዓት ይፈጥራል። "እና አንድ-ቢት ውፅዓት" N "እና 4-ቢት ውፅዓት" ዲ "ያስከትላል። ግቤት "ኤስ" በግቤት ውስጥ ማንቃት ነው። «ኤስ» ዝቅተኛ ሲሆን «S» ዝቅተኛ ሲሆን ሰዓቱ በርቷል። «RST» ዳግም ማስጀመሪያ ግብዓት ነው ስለዚህ ‹RST ›ከፍ ባለ ጊዜ ሰዓቱ እንደገና ይጀመራል። "CLK" ለቁጥር ቆጣሪ የሰዓት ግብዓት ነው። “ኤን” ለሚቀጥለው አሃዝ የግቤት ሰዓት የሚሆነው የሰዓት ውፅዓት ነው። የውጤት "ዲ" ቆጣሪው ያለውን የሁለትዮሽ እሴት ያቀርባል።

ደረጃ 5 - ቁጥሮችን ማሳየት

የሰባቱ ክፍል ማሳያ ኢንኮደር ከሰባቱ ክፍል የማሳያ ሾፌር ሞጁል የተቀበለውን የሁለትዮሽ ቁጥር ኮድ አድርጎ ለእያንዳንዱ የማሳያው ክፍል ‹1 ›ወይም ‹0› እሴቶች ተብሎ ወደሚተረጎመው ወደ ቢት ዥረት ይለውጠዋል። የሁለትዮሽ ቁጥሩ በሞጁሉ እንደ 4-ቢት ግብዓት “አሃዝ” ይቀበላል እና የ 7-ቢት ውፅዓት “ክፍሎች” ያስከትላል። ሞጁሉ ለእያንዳንዱ የሚቻል የግብዓት ዋጋ ከ 0 እስከ 9. የተወሰነ የ 7 ቢት ዥረት የሚመድብ ነጠላ የጉዳይ ሂደት ማገጃን ያካትታል። በሰባት ቢት ዥረቶች ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ቢት በማሳያው ላይ ካሉት አሃዞች ሰባት ክፍሎች አንዱን ይወክላል። በዥረቱ ውስጥ ያሉት ክፍሎች ቅደም ተከተል “abcdefg” ለተሰጠው ቁጥር የሚያበሩትን ክፍሎች የሚወክል ‹0› ነው።

ደረጃ 6 - የሩጫ ሰዓት እንዴት እንደሚታይ

በሰባት ክፍል ማሳያ ሾፌር ሞጁል ውስጥ አራት ባለ 4 ቢት ግብዓቶች “D0” ፣ “D1” ፣ “D2” እና “D3” አሉ ፣ እያንዳንዳቸው የሚታዩትን አራት አሃዞች ይወክላሉ። ግቤት "CLK" የስርዓቱ የሰዓት ግብዓት ነው። ነጠላ-ቢት ውፅዓት “ዲፒ” በሰባቱ ክፍል ማሳያ ላይ የአስርዮሽ ነጥቡን ይወክላል። ባለ 4-ቢት ውፅዓት “አኖዶስ” በሰባተኛው ክፍል ማሳያ ላይ የትኛው አሃዝ እንደሚታይ ይወስናል እና 4-ቢት ውፅዓት “ቴምፕ” በ 2-ቢት መቆጣጠሪያ ግብዓት “SEL” ሁኔታ ላይ የተመሠረተ ነው። ሞጁሉ ለቁጥጥር ግብዓት “SEL” እና ለሦስቱ ውጤቶች 4 ባለ ብዙ ማዞሪያዎችን ይጠቀማል ፣ “አኖዶስ” ፣ “ቴምፕ” እና “ዲፒ”።

ደረጃ 7 ሁሉንም በአንድ ላይ ማምጣት

ከ ‹500Hz› ሰዓት የሚያልቅ የ ‹ከሆነ› የሂደት ማገጃ የመነሻ እና ለአፍታ ማቆም ቁልፎችን ለመፍጠር ያገለግላል። ከዚያ የእያንዳንዱን ንዑስ ሞዱሉን ክፍሎች በማወጅ እና የተለያዩ ምልክቶችን በመጠቀም ሁሉንም ንዑስ ሞዱሎችን በማቆሚያ ሰዓት ዋና ሞጁል ውስጥ አንድ ላይ ያገናኙ። አሃዝ ንዑስ ሞዱሎች የቀድሞው አሃዝ ንዑስ ሞዱል የሰዓት ውፅዓት ውስጥ ይወስዳሉ እና የመጀመሪያው በ 100Hz ሰዓት ይወስዳል። የዲጂቱ ንዑስ ሞዱሎች “ዲ” ውጤቶች ከዚያ የሰባቱ ክፍል ማሳያ ነጂ ሞዱል የ “ዲ” ግብዓቶች ይሆናሉ። እና በመጨረሻ የሰባቱ ክፍል ማሳያ ነጂ ሞጁል “ቴምፕ” ውፅዓት የሰባቱ ክፍል መቀየሪያ ሞዱል “ቴምፕ” ግብዓት ይሆናል።

ደረጃ 8: ገደቦች

ለ “RST” ፣ “S1” እና “S2” ግብዓቶች 3 የግፋ አዝራሮችን (W19 ፣ T17 እና U18) ይጠቀሙ። W19 ዳግም ማስጀመሪያ ቁልፍ ፣ T17 የመነሻ ቁልፍ (S1) ነው ፣ እና U18 ለአፍታ ማቆም ቁልፍ (S2) ነው። የወደብ W5 ን በመጠቀም የሰዓት ግብዓት ግብዓት ገደቡም ያስፈልጋል። እንዲሁም ፣ ይህንን መስመር በሰዓት ገደቡ ላይ ማከልዎን ያስታውሱ-

create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 -waveform {0 5} [get_ports {CLK}]

እንዲሁም በግድ ገደቦች ፋይል ውስጥ እንደሚታየው የሰዓት ሰባቱ ማሳያ ላይ እንዲታይ የአኖዶቹን እና ክፍሎችን ከቦርዱ ጋር ያገናኙ።

ደረጃ 9: ሙከራ

በሦስቱ አዝራሮች በመጫወት መሣሪያዎ መሥራቱን ያረጋግጡ -በኮድዎ ላይ ማንኛውንም ሊሆኑ የሚችሉ ችግሮችን ለማግኘት በእያንዳንዱ በተቻለ ቅደም ተከተል መግፋት እና መያዝ።