［新連載］ＣＰＬＤ入門！
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いつか使うことになるだろうと思ってはいたのですが。
何を今頃になって、というようなものですが。
ようやく本気で、ＣＰＬＤと四つに取り組みます。
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［第１０４回］
●デジタル時計プログラム
もう９月になってしまいました。
相変わらず多忙な毎日です。
日々能力の低下を嘆いています。
さて今回はサンプルプログラムのデジタル時計プログラムです。
前回もそうでしたが今回は前回のプログラムよりももっと長くなってしまいました。
下がソースプログラムリストです。
----cpld training 19/5/25 5/26 5/27 5/28 5/29
--5/31 8/21 8/22
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
library ARITHMETIC;
use ARITHMETIC.std_logic_arith.all;
entity trngwatch1c is
PORT (
-- T27:out std_logic;
-- T29:out std_logic;
SEGOUT:out std_logic_vector(7 downto 0);
LEDOUT:out std_logic_vector(3 downto 0);
CK1:in std_logic;
-- CK2:in std_logic;
-- CK3:in std_logic;
SWA:in std_logic;
SWB:in std_logic;
SWC:in std_logic;
-- ADRSIN:in std_logic_vector(7 downto 0);
-- DINOUT:inout std_logic_vector(7 downto 0);
PA:out std_logic_vector(7 downto 0);
PB:out std_logic_vector(7 downto 0);
PCL:in std_logic_vector(3 downto 0);
PCH:in std_logic_vector(3 downto 0)
);
-- IOR:in std_logic;
-- IOW:in std_logic);
end trngwatch1c;
architecture rtl of trngwatch1c is
signal cntr1:std_logic_vector(11 downto 0);--1khz 4096=2**12
signal tm1:std_logic_vector(3 downto 0);--1/1000 sec
signal cntrss0:std_logic_vector(3 downto 0);--1/100 sec
signal cntrss1:std_logic_vector(3 downto 0);--1/10 sec
signal leddatabf0:std_logic_vector(3 downto 0);
signal leddatabf1:std_logic_vector(3 downto 0);
signal leddatabf2:std_logic_vector(3 downto 0);
signal leddatabf3:std_logic_vector(3 downto 0);
signal leddatawk:std_logic_vector(3 downto 0);
signal segdata:std_logic_vector(7 downto 0);
signal ledoutbf:std_logic_vector(3 downto 0);
signal ledcntr:std_logic_vector(2 downto 0);
signal ledadrs:std_logic_vector(2 downto 0);
signal cntrs0:std_logic_vector(3 downto 0);
signal cntrs1:std_logic_vector(2 downto 0);
signal cntrm0:std_logic_vector(3 downto 0);
signal cntrm1:std_logic_vector(2 downto 0);
signal cntrh:std_logic_vector(5 downto 0);
--signal cntrh1:std_logic_vector(1 downto 0);
signal tm0:std_logic;
signal cntrm0ck:std_logic;
signal cntrm1ck:std_logic;
signal cntrhck:std_logic;
--
begin
PA<=cntrss1 & cntrss0;
PB<='0' & cntrs1 & cntrs0;
-- 7seg drive clock 1KHz from 4096KHz
process(CK1)
begin
if CK1'event and CK1='1' then
cntr1<=cntr1+"000000000001";
end if;
end process;
-- led drive,LEDOUT
process(cntr1)
begin
if cntr1(11)'event and cntr1(11)='0' then
ledcntr<=ledcntr+"001";
ledoutbf<=ledoutbf(2 downto 0) & '0';
end if;
if ledcntr(2)='1' then
ledcntr<="000";
ledoutbf<="0001";
end if;
end process;
--
LEDOUT<=ledoutbf;
SEGOUT<=segdata;
-- led data out
process(ledcntr)
begin
if ledcntr(1 downto 0)="00" then
leddatawk<=leddatabf0;
elsif ledcntr(1 downto 0)="01" then
leddatawk<=leddatabf1;
elsif ledcntr(1 downto 0)="10" then
leddatawk<=leddatabf2;
elsif ledcntr(1 downto 0)="11" then
leddatawk<=leddatabf3;
end if;
end process;
--segment change
process(leddatawk)
begin
if leddatawk="0000" then
segdata<="01011100";
elsif leddatawk="0001" then
segdata<="00000110";
elsif leddatawk="0010" then
segdata<="01011011";
elsif leddatawk="0011" then
segdata<="01001111";
elsif leddatawk="0100" then
segdata<="01100110";
elsif leddatawk="0101" then
segdata<="01101101";
elsif leddatawk="0110" then
segdata<="01111101";
elsif leddatawk="0111" then
segdata<="00000111";
elsif leddatawk="1000" then
segdata<="01111111";
elsif leddatawk="1001" then
segdata<="01101111";
end if;
end process;
--
-- ******* watch ******
--
tm0<=cntr1(11);
--1/1000
process(tm0)
begin
if tm0'event and tm0='0' then
tm1<=tm1+"0001";
end if;
if tm1="1010" then
tm1<="0000";
end if;
end process;
-- 1/100sec
process(tm1(3))
begin
if tm1(3)'event and tm1(3)='0' then
cntrss0<=cntrss0+"0001";
end if;
if cntrss0="1010" then
cntrss0<="0000";
end if;
end process;
--
--1/10sec
process(cntrss0(3))
begin
if cntrss0(3)'event and cntrss0(3)='0' then
cntrss1<=cntrss1+"001";
end if;
if cntrss1="1010" then
cntrss1<="0000";
end if;
end process;
--secondL
process(cntrss1(3),SWA,SWB,SWC)
begin
if cntrss1(3)'event and cntrss1(3)='0' then
cntrs0<=cntrs0+"0001";
end if;
if cntrs0="1010" or SWA='0' or SWB='0' or SWC='0' then
cntrs0<="0000";
end if;
end process;
--secondH
process(cntrs0(3),SWA,SWB,SWC)
begin
if cntrs0(3)'event and cntrs0(3)='0' then
cntrs1<=cntrs1+"001";
end if;
if cntrs1="110" or SWA='0' or SWB='0' or SWC='0' then
cntrs1<="000";
end if;
end process;
--swcon set(every 1 second)
--select counterm0 clock
process(SWC,cntrs1(2),cntrss1(3))
begin
if SWC='0' then
cntrm0ck<=cntrss1(3);-- if SWC on,then count up every 1 sec
else
cntrm0ck<=cntrs1(2);
end if;
end process;
process(cntrm0ck)
begin
if cntrm0ck'event and cntrm0ck='0' then
cntrm0<=cntrm0+"0001";
end if;
if cntrm0="1010" then
cntrm0<="0000";
end if;
end process;
--minuteH
--swbon set(every 1 second)
--select counterm1 clock
process(SWB,cntrm0(3),cntrss1(3))
begin
if SWB='0' then
cntrm1ck<=cntrss1(3);-- if SWB on,then count up every 1 sec
else
cntrm1ck<=cntrm0(3);
end if;
end process;
--
process(cntrm1ck,SWC)
begin
if cntrm1ck'event and cntrm1ck='0' and SWC='1' then
cntrm1<=cntrm1+"001";
end if;
if cntrm1="110" then
cntrm1<="000";
end if;
end process;
--hour
--swaon set(every 1 second)
--select counterh clock
process(SWA,cntrm1(2),cntrss1(3))
begin
if SWA='0' then
cntrhck<=cntrss1(3);-- if SWA on,then count up every 1 sec
else
cntrhck<=cntrm1(2);
end if;
end process;
--
process(cntrhck,SWB)
begin
if cntrhck'event and cntrhck='0' and SWB='1' then
cntrh<=cntrh+"000001";
end if;
if cntrh(3 downto 0)="1010" then
cntrh(3 downto 0)<="0000";
cntrh(5 downto 4)<=cntrh(5 downto 4)+"01";
elsif cntrh="100100" then
cntrh<="000000";
end if;
end process;
--7seg disp select
--HHMM or MMSS
process(PCL,cntrss0,cntrss1,cntrs0,cntrs1,cntrm0,cntrm1)
begin
if PCL(0)='0' then
leddatabf3<=cntrss0;
leddatabf2<=cntrss1;
leddatabf1<=cntrs0;
leddatabf0<='0' & cntrs1;
elsif PCL(1)='0' then
leddatabf3<=cntrs0;
leddatabf2<='0' & cntrs1;
leddatabf1<=cntrm0;
leddatabf0<='0' & cntrm1;
else
leddatabf3<=cntrm0;
leddatabf2<='0' & cntrm1;
leddatabf1<=cntrh(3 downto 0);
leddatabf0<="00" & cntrh(5 downto 4);
end if;
end process;
--
end rtl;
|
プログラムの説明です。
今までに説明した内容と同じか、それに近い内容のプログラム部分については説明を省きます。
最初のところでこんなことをやっています。
PA<=cntrss1 & cntrss0; PB<='0' & cntrs1 & cntrs0; |
こうすることに特別の意味はありません。
７セグメントＬＥＤのほかに８ビットをビットごとに表示できるＬＥＤがありますから、そこに１／１００秒、１／１０秒、１秒、１０秒の位の表示をさせています。
簡単なモニタのつもりです。
実際には１／１００秒は速いので全部点灯して見えます。
１／１０秒から上ならカウントアップしている様子をモニタすることができます。
そこから
-- ******* watch ******
--
までのところは［第１０２回］で説明した７セグメントＬＥＤ表示のところと同じですから説明は省きます。
その次からが時計の処理プログラムなのですが、最初の１／１０００秒〜１／１０秒のところも、すでに説明済みですからそこも説明を省きます。
その次は１秒と１０秒の位のカウント処理です。
ここはちょっと余計なことをしています。
--secondL
process(cntrss1(3),SWA,SWB,SWC)
begin
if cntrss1(3)'event and cntrss1(3)='0' then
cntrs0<=cntrs0+"0001";
end if;
if cntrs0="1010" or SWA='0' or SWB='0' or SWC='0' then
cntrs0<="0000";
end if;
end process;
--secondH
process(cntrs0(3),SWA,SWB,SWC)
begin
if cntrs0(3)'event and cntrs0(3)='0' then
cntrs1<=cntrs1+"001";
end if;
if cntrs1="110" or SWA='0' or SWB='0' or SWC='0' then
cntrs1<="000";
end if;
end process;
|
前半部分の１秒のカウンタが１０秒になるごとに０にクリアされることと、後半の１０秒のカウンタが６になると０クリアされることは納得できると思います。
０クリアするところにＳＷＡ〜ＳＷＣがからんでいます。
実はプッシュスイッチＡ〜Ｃは時刻の初期設定のために使っています。
サンプルプログラムですからできるだけシンプルな動作になるように考えました。
ですから時刻の初期設定は時分のみで秒については考えないことにしました。
Ａ〜Ｃのスイッチを押すことで時刻の設定を行ないますが、いずれかのスイッチが押されるたびに秒カウンタを０にクリアすることで時刻の設定を行なうときは常に秒のところは００秒に設定されることになります。
その次のところからが、時刻の初期設定のところなのですが、説明が長くなってしまいますので、今回はここまでにします。
続きは次回にいたします。
ＣＰＬＤ入門！［第１０４回］
２０１９．９．１ｕｐｌｏａｄ
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