籃球記分牌verilog設(shè)計(jì)

1、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告姓名：學(xué)號(hào)：選課號(hào)：79設(shè)計(jì)題號(hào)：23設(shè)計(jì)題目籃球比賽數(shù)字計(jì)分牌設(shè)計(jì)要求1 分別記錄兩隊(duì)得分情況；2 進(jìn)球得分加2分，罰球進(jìn)球得分加 1分；3 糾正錯(cuò)判得分減 2分或1分；4 分別用三個(gè)數(shù)碼管顯示器記錄兩隊(duì)的得分情況。三設(shè)計(jì)過程（一）設(shè)計(jì)方案1. 模塊設(shè)計(jì)題目中要用三個(gè)數(shù)碼管來記錄兩隊(duì)的得分情況，本文采用輸出為8421bcd碼，外接譯碼器和數(shù)碼管的方式來實(shí)現(xiàn)。先設(shè)計(jì)一個(gè)帶有進(jìn)位（co）和借位（ci）輸出的模塊Pad，輸出端（num）輸出4位 8421bcd碼外接譯碼器和數(shù)碼管，pad模塊還帶有加一輸入端（a1）,加二輸入端（a2）, 減一輸入端（d1）,減二輸入端

2、（d2）。輸入端與開關(guān)相接，操作者按下開關(guān)即給該端口一 個(gè)脈沖信號(hào)，各輸入端口由上升沿觸發(fā)。如果操作者同時(shí)按下多個(gè)端口，輸出端口將保持原來的信號(hào)不變。pad模塊功能圖見圖1-1。num 愉出3421bud碼Cl進(jìn)位Sfl出 借隹輸出加:輸輸輸AA入入9 / 81圖1-1 pad模塊輸入輸出端口及功能然后將三個(gè)相同的 pad模塊進(jìn)行級(jí)聯(lián)，構(gòu)造為新的模塊numberpad，從而得到帶有三1-2。個(gè)數(shù)碼管的籃球記分牌。甲乙兩隊(duì)都將分別使用這個(gè)記分牌。級(jí)聯(lián)圖見圖數(shù)碼管數(shù)碼管lllllll五器 II I I I'uml五器 II II Inum2HHHI譯碼話nco*Cl p日d）COci pa

3、d （十位）COr Cl pdd （百位al dl a2 d；1 dl a2d2圖1-2 pad模塊級(jí)聯(lián)圖2模塊內(nèi)部的算法流程每個(gè)模塊有四個(gè)輸入端口 a1,a2,d1,d2來進(jìn)行觸發(fā)，觸發(fā)事件太多，因此構(gòu)造rem=a1|a2|d1|d2作為新的觸發(fā)信號(hào)。因此，只要a1,a2,d1,d2中任意一個(gè)按鍵被按下，將會(huì)發(fā)就要進(jìn)行加1,加2,減1,減2的操作。9即1001，再加1貝U num應(yīng)變?yōu)?000, 1, co輸出0。出一個(gè)脈沖，rem也就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。但是可能出現(xiàn)多個(gè)按鍵同時(shí)按下的情況，這樣會(huì)產(chǎn) 生沖突。所以在 always語句塊中，進(jìn)行判斷，看是否 a1,a2,d1,d2中只有一個(gè)處于高電

4、平， 若同時(shí)處于高電平，則輸出維持原來的值不變。(1)若num已經(jīng)計(jì)數(shù)到 num不為9，則直接加判斷完端口 a1,a2,d1,d2中哪一個(gè)輸入了以后，加1分為以下情況：進(jìn)位端co輸出1; (2)若加2分為以下情況:(1)若num已經(jīng)計(jì)數(shù)到8即1000,再加2貝U num應(yīng)變?yōu)?000,進(jìn)位端co輸出1; (2) num已經(jīng)計(jì)數(shù)到9即1001。再加2則num應(yīng)變?yōu)?001，進(jìn)位端1; (3)若num不為8或9,則直接加2, co輸出0/。co輸出輸出減1分為以下情況：(1)若num此時(shí)為0,再減 1；( 2)若num不為0，則直接減1，ci輸出0。1則num應(yīng)變?yōu)?即1001，借位端ci減2分為

5、以下情況：(1)若num此時(shí)為0,再減 1; (2 )若num此時(shí)為1，再減2則num應(yīng)變?yōu)?num不為0或1,則直接減2, ci輸出0輸出2則num應(yīng)變?yōu)?即1000,借位端9即1001，借位端ci輸出1; (3)若ci算法流程圖見圖1-3甘詡rem= Ll.|a2|dld2/7sIwayE弟特remAlSnoyoEnum=y«17rwnum =n*anorlunn=0num =ywrHim-B ci-1numCl -o只有hum=lnonod=l/Tujni= d=l圖1-3算法流程圖（二）Verilog 程序（注：在quatus2中不能編寫中文注釋，這里的注釋為后期編寫）將pa

6、d級(jí)聯(lián)成新的模塊 numberpad，其中num1,num2,num3分別輸出個(gè)十百位的 8421bcd碼 module nu mber pad（a1,a2,d1,d2, nu m1, nu m2, nu m3）;out put 3:0 nu m1, num2,nu m3;input a1,a2,d1,d2; /a1 為加 1 端口，a2 為加 2端口，d1 為減 1 端口，d2 為減 2 端口 wire co1,co2,co3,ci1,ci2,ci3;pad(a1,a2,d1,d2,num1,co1,ci1);將三個(gè) pad 級(jí)聯(lián)pad(co1,0,ci1,0, nu m2,co2,ci2)

7、;p ad(co2,0,ci2,0, num3,co3,ci3);en dmodule/pad模塊，輸出為4為8421bcd碼，由a1,a2,d1,d2來實(shí)現(xiàn)加減1、2,有進(jìn)位和借位端口 module pad(a1,a2,d1,d2,num,co,ci);output reg 3:0 num;output reg co,ci; /co 進(jìn)位信號(hào) , ci is 借位信號(hào)input a1,a2,d1,d2;/a1 為加 1 端口， a2 為加 2 端口， d1 為減 1 端口， d2 為減 2 端口/輸出 4位 8421bcd 碼wire rem;initialnum<=4'b00

8、00;assign rem=a1|a2|d1|d2;always (posedge rem)beginif(a1&&!a2&&!d1&&!d2)begin if(num=4'b1001) beginnum<=4'b0000; co<=1'b1;endelsebeginnum<=num+4'b0001; co<=1'b0;endendelse if(a2&&!a1&&!d1&&!d2) / beginif(num=4'b1000)

9、beginnum<=4'b0000; co<=1'b1;endelse if(num=4'b1001) begin num<=4'b0001; co<=1'b1;endelsebeginnum<=num+4'b0010; co<=1'b0;endendelse if(d1&&!a1&&!a2&&!d2) / beginif(num=4'b0000)beginnum<=4'b1001; ci<=1'b1;endelsebe

10、ginnum<=num-4'b0001; ci<=1'b0;endendelse if(d2&&!a1&&!a2&&!d1) / beginif(num=4'b0001)beginnum<=4'b1001; ci<=1'b1;end/僅 a1 輸入脈沖時(shí)加 1，僅 a2 輸入脈沖時(shí)加僅 d1 輸入脈沖時(shí)減僅 d2 輸入脈沖時(shí)減必要時(shí)進(jìn)位2，1，2，必要時(shí)進(jìn)位必要時(shí)借位必要時(shí)借位else if(nu m=4'b0000)begin num<=4'b1000; ci

11、<=1'b1;endelsebeginnum<=num-4'b0010; ci<=1'b0;endendelse/多個(gè)端口同時(shí)輸入，輸出保持原來的值beginnum<=num;co<=1'b0;ci<=1'b0;endenden dmodule（三）仿真結(jié)果1.驗(yàn)證加1、加2、減1、減2端口正常, 當(dāng)輸入端分別輸入加加1操作，個(gè)位num1由31ns時(shí)又有一進(jìn)位，十位Si mubs !i WaveTD me3L>IP .a? Il UL J1、力口 2、減1、減1001 （即9）變成了num2 變成了 0010個(gè)位

12、到十位進(jìn)位正常2信號(hào)時(shí)，輸出了相應(yīng)的結(jié)果。 18ns時(shí)，執(zhí)行 0，同時(shí)向十位進(jìn)位，十位 num2變成了 0001。（即2）。（見圖3-1）F.ni-Mn»rpTT BirAQ pz' iPnrg廣43 +9 n*gwtSHf圖3-1仿真圖像一2. 驗(yàn)證十位向百位進(jìn)位正常由圖3-2可得，213ns時(shí)已計(jì)數(shù)到199，即個(gè)位num1為1001，十位num2為1001，百 位num3為0001。此時(shí)輸入了加2的信號(hào)，輸出變成了 201，即個(gè)位num1變?yōu)?001，十位 num2變?yōu)?000,百位num3變?yōu)?010。由此驗(yàn)證了十位向百位進(jìn)位正常。Sirrulj-siOi Wv*tjT

13、iTKJLIIHM i 記 rtil iic K-;-di-/'.I utuile館 Hmglar r Bai:15.0F5 re* * Panler.l9CJG2nsbiler 用：17E.55T3BtET-ErdHot AValuHIS IIV Pi3飛k五b葉EdAcEft3mm UEt*5nriTd LlBU6nnr磐BDUi MJBtPtzULt)DoycivCLD7 LQrw吃園B3.BFW)Ounw)LE<»L<0cvtaiOh0R. n*n_ri_nnnnTLn_rLr_n_rLrLrLrL_rLrLn_rL_=n_r-rLrL_m ."

14、Ln_-Ln_11111 11口1II 11111111II1L 1II111IfT 0 毗 LK.p BLSmiHTMOD g a211 ,U 站p i333 p 啊f 空?qǐng)D3-2仿真圖像二3. 驗(yàn)證多個(gè)端口同時(shí)輸入時(shí)，保持原值不變從219ns開始到230秒都有多個(gè)端口同時(shí)輸入，由圖3-3可以觀察到，輸出端口的值并未發(fā)生改變。£i”ij 匕hen亍Hun宀壬Slhul<C.l zH fttic-K4ia1匸m &.a3.LA342A"2<LLAiriJL04hfJ. gEt>5b. JiL Ll SO'-tL-SI L Li J07SJI

15、03Ed剛Hl2£t>lLblrEO£疔IFr.-ftLOdisnw3LlflOiln-«.3fn0嶼nanin4:',»MMhcPorteL21238ill&yat1Bf? 91 rj引印 i:Efd】彈11 s: ffT.p 2£Db.JI u£】弓卩b匕2EJ p "ap ni商屮BJ2幻卩旦riJUI_nTLTLTL 驚1 T ie Ear |15lC75AnTL-LnfLrLrjirLrirLrLR.rLTL-Tirun_rRnn圖3-3 仿真圖像三四、設(shè)計(jì)結(jié)論（一）設(shè)計(jì)結(jié)果分析由以上的仿真圖像可知，各端口工作正常，通過給 a1、a2、d1、d2端口輸入脈沖，可以 使輸出分別進(jìn)行加 1、加2、減1、減2的操作，且個(gè)位到十位、十位到百位進(jìn)位正常，輸 出為8421bcd碼。當(dāng)多個(gè)端口同時(shí)輸入時(shí)，輸出將保持原值，避免了沖突。（二）設(shè)計(jì)中遇到的問題由于