課程 4-- 自由計數器

國立宜蘭大學電機工程系 國立宜蘭大學電機工程系課程4--自由計數器彭世興教師編製

輸入順序邏輯輸出時間 (順序) 國立宜蘭大學電機工程系 1. 順序邏輯電路的時基(時間軸) RS , JK正反器, ….

國立宜蘭大學電機工程系 2. Spartan3發展板系統Clock : 50MHz 系統Clock 50MHz 方波

process的敘述 若沒有if 及wait指令時 process的敘述有if 及wait指令時國立宜蘭大學電機工程系為組合邏輯指令輸入改變輸出馬上改變為順序邏輯指令條件訊號有變化時process才會執行一次

CK 國立宜蘭大學電機工程系以 if … then …end if指令設計一個下緣觸發的自由計數器：下緣觸發程式的架構 Architecture 部份為： process ( CK ) begin if ( CK’ event ) and ( CK = ‘ 0 ’ ) then Q <= Q+1 ; end if ; end process; CK’ event = CK變化時

CK 國立宜蘭大學電機工程系以 if … then …end if指令設計一個上緣觸發的自由計數器：上緣觸發程式的架構 Architecture 部份為： process ( CK ) begin if ( CK’ event ) and ( CK = ‘ 1 ’ ) then Q <= Q+1 ; end if ; end process;

週期 T 國立宜蘭大學電機工程系自由計數器的 n bit = 除頻器 3. 自由計數器(3 bit) 週期 T = 1 / f (sec) 頻率 f = 1 / T (Hz) 週期 =T 頻率= f 週期 =2T 頻率= f/2 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 週期 =4T 頻率= f/4 週期 =8T 頻率= f/8

國立宜蘭大學電機工程系 自由計數器的 n bit = 除頻器 f = 50MHz Q(0) = 25MHz Q(1) = 12.5MHz Q(2) = 6.25MHz Q(23) = 50MHz/(2^24)=2.9802Hz => T = 0.1678sec

國立宜蘭大學電機工程系 LED 顯示的查表法設計方式以“when … else” 與 “case …when ” 指令完成查表法

國立宜蘭大學電機工程系 “when … else”為組合邏輯指令不能用於順序邏輯的描述 ARCHITECTUREbehaviorOF ex4 IS BEGIN LED _out <= “00000001” when sel = “000” else “00000010” when sel = “001” else “00000100” when sel = “010” else “00001000” when sel = “011” else “00010000” when sel = “100” else “00100000” when sel = “101” else “01000000” when sel = “110” else “10000000”; END behavior;

國立宜蘭大學電機工程系 “case …when ”為順序邏輯指令不能用於組合邏輯的描述 process (sel) caseselis when “000” => LED _out <= “00000001” ; when “001” => LED _out <= “00000010”; when “010” => LED _out <= “00000100” ; when “011” => LED _out <= “00001000”; when “100” => LED _out <= “00010000” ; when “101” => LED _out <= “00100000”; when “110” => LED _out <= “01000000” ; when others “10000000”; end case; END process;

國立宜蘭大學電機工程系 “when … else” 與 “case …when ” 指令的差異 “case …when ”為順序邏輯指令不能用於組合邏輯的描述 “when … else”為組合邏輯指令不能用於順序邏輯的描述 “when … else”指令用於並行模式只准許一個輸出訊號 “case …when ”指令用於循序模式可准許多個輸出訊號

國立宜蘭大學電機工程系 練習題目4：8個LED自動輪流亮滅

國立宜蘭大學電機工程系 控制方塊圖

國立宜蘭大學電機工程系 vhd程式檔

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