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一、实验目的

掌握一般性计数器的VHDL设计方法，熟悉程序文本和原理图结合方法设计电路。掌握CASE语句的基本使用方法。

二、实验内容 首先用VHDL语言设计10进制计数器，要求电路具有复位端和使能端，仿真验证其正确性，并将其封装成一个元件；用两个10进制计数器扩展成一个100进制计数器，注意两个10进制计数器间管脚的连接方式，画出其原理图并用QUARTUSⅡ软件仿真验证，仿真验证所设计电路的功能;首先用CASE语句设计7段显示译码器电路，仿真验证其正确性，并将其封装成一个元件；用7段显示译码器将100进制计数器的两组4位二进制输出转换为10进制显示，画出其原理图并用QUARTUSⅡ软件仿真验证.

三、实验设计

1.首先用VHDL语言设计一个10进制计数器，该计数器具有复位端和使能端，因此需要使用条件语句实现其功能，并且应该是四位的输入输出。VHDL代码如下：

Library ieee;
Use ieee.Std_Logic_1164.All;
Use ieee.Std_Logic_Unsigned.All;
Entity count10 is
	port(clk,rst,en,load: in Std_Logic;
					data: in Std_Logic_Vector (3 downto 0);
					dout: out Std_Logic_Vector (3 downto 0);
					cout: out Std_Logic);
End Entity count10;
Architecture bhv of count10 is
begin
	process (clk,rst,en,load)
		variable q: Std_Logic_Vector (3 downto 0);
		begin
			if rst='0' then q:=(others=>'0');
			elsif clk 'event and clk='1' then
				if en='1' then
					if (load='0') then q:=data; else
						if q'0');
						end if;
					end if;
				end if;
			end if;
			if q="1001" then cout<='1';
			else cout<='0';
			end if;
			dout<=q;
	End process;
End Architecture bhv;

验证其正确性，仿真波形图如下：

2. 用两个10进制计数器扩展成一个100进制计数器，注意其引脚的连接方式。

仿真验证其正确性，波形图如下：

3. 用CASE语句设计7段显示译码器电路，根据不同数字对应显示不同数码管的情况，设计正确的对应关系。VHDL代码如下：

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;
use Ieee.std_logic_unsigned.all;
entity led7 is
	port (indata: in std_logic_vector(3 downto 0);
		  odata: out std_logic_vector(6 downto 0));
end entity led7;
architecture bhv of led7 is
	begin
	process (indata)
	begin
		case (indata) is
			when "0000" => odata<= "0111111" ;
			when "0001" => odata<= "0001110" ;
			when "0010" => odata<= "1011011" ;
			when "0011" => odata<= "1001111" ;
			when "0100" => odata<= "1100110" ;
			when "0101" => odata<= "1101101" ;
			when "0110" => odata<= "1111101" ;
			when "0111" => odata<= "0000111" ;
			when "1000" => odata<= "1111111" ;
			when "1001" => odata<= "1101111" ;
			when others => null;
		end case;
	end process;
end architecture bhv;

将其封装成一个元件。在VHDL描述页面，选file→create/update→create symbol files for current file，把编写的代码封装成一个元件。

用7段显示译码器将100进制计数器的两组4位二进制输出转换为10进制显示。原理图如下：

验证其正确性，仿真波形如下：