名稱：電梯請求顯示系統(tǒng)Verilog代碼Quartus實(shí)驗(yàn)箱

軟件：Quartus

語言：Verilog

代碼功能：

電梯請求顯示系統(tǒng)

二、題目要求：

（1）按鍵S1為一樓上行請求按鈕，按鍵S2為二樓上行請求按鈕，按鍵S3為三樓上行請求按鈕，按鍵S4為四樓上行請求按鈕，按鍵S5為五樓上行請求按鈕，按鍵S6為六樓上行請求按鈕；撥動(dòng)開關(guān)K2為二樓下行請求按鈕，撥動(dòng)開關(guān)K3為三樓下行請求按鈕，撥動(dòng)開關(guān)K4為四樓下行請求按鈕，撥動(dòng)開關(guān)K5為五樓下行請求按鈕，撥動(dòng)開關(guān)K6為六樓下行請求按鈕，撥動(dòng)開關(guān)K7為七樓下行請求按鈕；七段數(shù)碼管顯示當(dāng)前電梯所在樓層數(shù)字（初始為4）；每次只有一個(gè)有效請求（不用考慮優(yōu)先級）；當(dāng)請求發(fā)出后，比較請求樓層和當(dāng)前樓層數(shù)值，數(shù)碼管按照電梯每秒升或降一層（1Hz）進(jìn)行數(shù)值變換，直到顯示樓層與請求樓層相等后停止，同時(shí)綠燈閃爍三次（4Hz）。

（2）外部輸入脈沖信號(hào)頻率為1mhz；

三、設(shè)計(jì)原理：

（1）計(jì)數(shù)：輸入脈沖信號(hào)為1mhz，七段數(shù)碼管顯示改變?yōu)?s，需要計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)或者設(shè)計(jì)分頻器。

（2）七段數(shù)碼管顯示：七段數(shù)碼管是電子開發(fā)過程中常用的輸出顯示設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中使用的是兩個(gè)四位一體、共陰極型七段數(shù)碼管。其單個(gè)靜態(tài)數(shù)碼管如下圖4-1所示。

由于七段數(shù)碼管公共端連接到GND（共陰極型），當(dāng)數(shù)碼管的中的那一個(gè)段被輸入高電平，則相應(yīng)的這一段被點(diǎn)亮。反之則不亮。共陽極性的數(shù)碼管與之相么。四位一體的七段數(shù)碼管在單個(gè)靜態(tài)數(shù)碼管的基礎(chǔ)上加入了用于選擇哪一位數(shù)碼管的位選信號(hào)端口。八個(gè)數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、h、dp都連在了一起，8個(gè)數(shù)碼管分別由各自的位選信號(hào)來控制，被選通的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，其余關(guān)閉。

數(shù)碼管顯示模塊的電路原理如圖4-2所示，表4-1是其數(shù)碼管的輸入與FPGA的管腳連接表。

（3）消抖的原理：按鍵默認(rèn)輸入邏輯‘1’，當(dāng)有按鍵按下時(shí)對應(yīng)的輸入為邏輯‘0’（但會(huì)存在抖動(dòng)），當(dāng)FPGA開始檢測到該引腳從‘1’變?yōu)椤?’后開始定時(shí)（按鍵抖動(dòng)時(shí)間大約10ms），定時(shí)時(shí)間結(jié)束后若該引腳仍然為‘0’則表示確實(shí)發(fā)生按鍵按下，否則視為抖動(dòng)而不予以理會(huì)；按鍵松開過程的消抖處理和按下時(shí)原理一樣。

基于VerilogHDL語言的電路設(shè)計(jì)、仿真與綜合；主要包括：各個(gè)電路子模塊的Verilog源文件、仿真文件，功能仿真波形；頂層設(shè)計(jì)的Verilog源文件、仿真源文件，功能仿真波形。

FPGA代碼Verilog/VHDL代碼資源下載：www.hdlcode.com

本代碼已在實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)箱如下，其他開發(fā)板可以修改管腳適配：

演示視頻：

設(shè)計(jì)文檔：

1. 工程文件

2. 程序文件

3. 程序編譯

4. RTL圖

5. 仿真文件

6. 仿真圖

管腳分配

部分代碼展示:

//電梯
module?lift(
input?clk,//1MHz
input?S1,S2,S3,S4,S5,S6,//上行請求按鍵
input?K2,K3,K4,K5,K6,K7,//下行請求按鍵
output?LED,//green?led
output?[2:0]?HEX_sel,//數(shù)碼管位選
output?[7:0]?HEX//共陰極數(shù)碼管，高電平亮
);
wire?clk_1Hz;//1Hz時(shí)鐘
wire?clk_4Hz;//4Hz時(shí)鐘
wire?[3:0]?floor;//電梯樓層
wire?S1_debounce;//消抖后S1
//按鍵消抖
key_debounce?i_key_debounce(
.?clk(clk),
.?button_in(S1),//輸入
.?button_posedge(S1_debounce)//消抖后按鍵
);
//分頻模塊
div?i_div(
.?clk(clk),//1MHz
.?clk_1Hz(clk_1Hz),//1Hz時(shí)鐘
.?clk_4Hz(clk_4Hz)//4Hz時(shí)鐘
);
//電梯控制模塊
lift_ctrl?i_lift_ctrl(
//.?clk(clk),//1MHz
.?clk_1Hz(clk_1Hz),//1Hz時(shí)鐘
.?clk_4Hz(clk_4Hz),//4Hz時(shí)鐘
.?S1(S1_debounce),//消抖后S1
.?S2(S2),
.?S3(S3),
.?S4(S4),
.?S5(S5),
.?S6(S6),//上行請求按鍵
.?K2(K2),
.?K3(K3),
.?K4(K4),
.?K5(K5),
.?K6(K6),
.?K7(K7),//下行請求按鍵
.?LED(LED),
.?floor(floor)//電梯樓層
);

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