基于计数器的数字系统设计方法讲解.ppt

(CDC-IUGREE)5-24-99 数字钟的实现 完整版 秒计数器 （ 60 进制） 译码器 1Hz 12MHZ 停止 复位 分计数器 （ 60 进制） 时计数器 （ 24 进制） 译码器 译码器 秒个位 秒十位 分个位 分十位 时个位 时十位 分频器 (CDC-IUGREE)5-24-99 基于 FPGA 的交通灯设计 计 数 器 器 译 码 器 数 码 管 LED clk FPGA 分 频 器 复 位 暂 停 时 钟 源 (CDC-IUGREE)5-24-99 基于 CPLD 的交通灯设计 时间 t 东西方向 南北方向 红 绿 黄 时间 红 绿 黄 时间 状态 1 0~24 25-t 28-t 状态 2 25~ 27 28-t 28-t 状态 3 28~ 47 51-t 48-t 状态 4 48~ 50 51-t 51-t (CDC-IUGREE)5-24-99 硬件电子琴 ? 音乐的基本组成要素之 一为音符，即某些固定 频率的声音，具体见音 阶频率表 ? 要使蜂鸣器发出某频率 的声音，需要从 P16 输 入该频率的方波 ? 如何根据外界输入 ( 按键 ) 来产生音符频率？ (CDC-IUGREE)5-24-99 音阶频率表 (CDC-IUGREE)5-24-99 数控分频器 CLK 计 数 器 count clk_out D D 触 发 器 cout 2 ) ( ? ? ? D N f f clkin clkout (CDC-IUGREE)5-24-99 例： ? 已知一 11 位数控分频器的输入时钟是 1MHz ，要产 生音阶频率 中音 DO ，输入 D 是多少？ 式中： f clkin = 1M f clkout = 523 故而： D = 1092 2 ) ( ? ? ? D N f f clkin clkout (CDC-IUGREE)5-24-99 硬件电子琴电路 译 码 器 D 按 键 数 控 分 频 器 spkout clk1Mhz 分 频 器 clk50Mhz (CDC-IUGREE)5-24-99 乐曲演奏 ? 乐曲的基本要素是音符和节拍 ? 设计方法：计数器 + 译码器 (CDC-IUGREE)5-24-99 乐曲演奏电路 1 译 码 器 D 乐 谱 表 数 控 分 频 器 spkout clk1Mhz 分 频 器 clk50Mhz 分 频 器 (CDC-IUGREE)5-24-99 乐曲演奏电路 2 D A C L P F 计 数 器 正 弦 表 相 位 译 码 器 M 乐 谱 表 spkout clk1Mhz 分 频 器 clk50Mhz 分 频 器 (CDC-IUGREE)5-24-99 NOTE TAB 的实现 ? 计数器 + 译码器 ? 计数器 + ROM (CDC-IUGREE)5-24-99 基于 FPGA 的正弦信号发生器设计 ? 第一步：画出一组等距变化的相位 ? 第二步：根据相位得出对应的 sin 函数值 ? 第三步：平滑该信号 计数器 译码器 +DA 滤波器 启发：手工画正弦曲线 (CDC-IUGREE)5-24-99 正弦信号发生器的硬件组成 t Sin(t) t Sin(t) 正弦信号 指标分析 与讨论： ? 幅度 ： ? 相位 ： ? 频率： n f f clk ? sin 正弦表、 DA 和模拟电路决定 计数器的初始值 DAC 低 通 滤 波 器 clk FPGA 计 数 器 时 钟 源 正 弦 表 相 位 (CDC-IUGREE)5-24-99 正弦信号发生器 t Sin(t) (CDC-IUGREE)5-24-99 7.2 宏模块应用实例 图 7-1 正弦信号发生器结构框图 (CDC-IUGREE)5-24-99 7.2 宏模块应用实例 (CDC-IUGREE)5-24-99 7.2 宏模块应用实例 (CDC-IUGREE)5-24-99 7.2 宏模块应用实例 图 7-2 将波形数据填入 mif 文件表中 (CDC-IUGREE)5-24-99 2 ．建立 .hex 格式文件 图 7-3 ASM 格式建 hex 文件 (CDC-IUGRE