【FPGA】VHDL：小型出勤系统设计

附源代码，一定能实现！

EDA设计练习题：

实验要求如下：

思路分析：

代码

99进制计数器

码转换

顶层文件

特别注意

测试

编译通过

结果展示

RTL视图

技术映射视图

软件：Quartus II 13.0 (64-bit)

语言：VHDL

EDA设计练习题：

采用EDA技术设计一个人数小于100的出勤统计电路，用于小型公司或部门工作、会议、培训等的出勤人数统计，统计对应每个人签到出勤的单个正脉冲信号，统计结果在两位共阳极数码管上显示。

实验要求如下：

1、程序设计：编写考勤电路的完整程序；注明端口名称及意义；

2、仿真验证：程序编辑、编译、仿真；要求展示全部程序、编译成功界面、功能仿真结果波形图；注意仿真图需能够看出来工作过程及实现的功能。

思路分析：

我们的任务是设计小型出勤系统，统计出勤人数，每个人签到都会产生一个正脉冲信号，我们只需要记录下来有多少个正脉冲信号即可，不需要考虑这个正脉冲怎么产生的~这地方是关键！

每个人签到产生一个正脉冲这种情况，我想的是可以用单片机实现，比如说指纹或者人脸识别，对比系统已经存储的数据，如果对比通关，就产生一个多少ms的脉冲信号，然后这个信号交给我们来处理，做成芯片内部的电路，这个说法不一定正确，不要完全相信~~~小声BB……

设计人数小于100的出勤统计电路，那我们就根据输入的脉冲设计考勤电路，实际上就是一个99计数器，99计数器还可以拆分成两个十进制计数器；然后把99计数器的两份拆分开显示到数码管上，这里还需要一个码转换器（BCD到数码管八段码表）

代码

先看一下工程文件

上层文件是 ShiYan8.vhd，两个底层文件，分别是CNT99.vhd（99进制计数器）和code_switch.vhd（码转换器）

99进制计数器

--99进制计数器library IEEE;
USE IEEE.STD_logic_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USE IEEE.STD_logic_unsigned.ALL;ENTITY CNT99 IS PORT( clk		: IN		std_logic; clear   	: IN     std_logic; en		   : IN		std_logic; cout    	: out 	std_logic; qh			: buffer 	 std_logic_vector(3 downto 0); ql	   	: buffer 	 std_logic_vector(3 downto 0) );	 
END CNT99;ARCHITECTURE behave OF CNT99 ISBEGINcout<='1' when (qh="1001" and ql="1001" and en='1') else '0';PROCESS (clk,clear)BEGINIF(clear='0') THEN    --异步清零信号qh<="0000";ql<="0000";ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THENif(en='1') thenif (ql=9)  then			ql<="0000";if(qh=9) thenqh<="0000";elseqh<=qh+1;end if;elseql<=ql+1;end if;end if;  --end if(en)END IF; --end if clear	END PROCESS;
END behave;

码转换

8421BCD码到八段码转换电路（以共阴极数码管为例）

用CASE-WHEN语句编写码转换电路比较方便，对比C语言中switch-case语句

参考上一篇文章：【FPGA】VHDL：八段码到8421BCD码转换电路

-- 8421BCD码到八段码转换电路（以共阳极数码管为例）
library IEEE;
USE IEEE.STD_logic_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USE IEEE.STD_logic_unsigned.ALL;-- 实体声明
ENTITY code_switch IS PORT( Input_8421BCD : IN		STD_logic_vector(3 downto 0); Output_Yang	 : OUT		STD_logic_vector(7 downto 0));	 
END code_switch;--结构体说明
ARCHITECTURE behave OF code_switch ISBEGINPROCESS (Input_8421BCD)BEGIN--5、8421BCD码到八段码转换电路（以共阴极数码管为例）CASE Input_8421BCD ISWHEN "0000" => Output_Yang <= "11000000";WHEN "0001" => Output_Yang <= "11111001";WHEN "0010" => Output_Yang <= "10100100";			WHEN "0011" => Output_Yang <= "10110000";WHEN "0100" => Output_Yang <= "10011001"; 				WHEN "0101" => Output_Yang <= "10010010";WHEN "0110" => Output_Yang <= "10000010";WHEN "0111" => Output_Yang <= "11111000";WHEN "1000" => Output_Yang <= "10000000";WHEN "1001" => Output_Yang <= "10010000";when others => Output_Yang <= "10111111";	--slkdjfkalfEND CASE;END PROCESS;
END behave;

顶层文件

这里我采用元件例化的方式写这个代码，就把整体拆成了三个文件，也可以合并起来写，但是不好看，代码比较臃肿，不方便移植~

-- 实验8 2023年11月21日09:02:17
-- 小型出勤统计系统设计程序 
--ShiYan8.VHD
library IEEE;
USE IEEE.STD_logic_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USE IEEE.STD_logic_unsigned.ALL;ENTITY ShiYan8 ISPORT(CLR: IN STD_LOGIC;CLK: IN STD_LOGIC;ENA: IN STD_LOGIC;		  DOUT: OUT std_logic;qh			: buffer 	 std_logic_vector(3 downto 0); ql	   	: buffer 	 std_logic_vector(3 downto 0);SEG_high, SEG_low: OUT STD_logic_vector(7 downto 0));
END ENTITY ShiYan8;
ARCHITECTURE ART OF ShiYan8 ISCOMPONENT CNT99 ISPORT(clk		: IN		std_logic; clear   	: IN     std_logic; en		   : IN		std_logic; cout    	: out 	std_logic; qh			: buffer 	 std_logic_vector(3 downto 0); ql	   	: buffer 	 std_logic_vector(3 downto 0) );END COMPONENT CNT99;COMPONENT code_switch IS PORT( Input_8421BCD : IN		STD_logic_vector(3 downto 0); Output_Yang	 : OUT		STD_logic_vector(7 downto 0));	 END COMPONENT code_switch;BEGIN--元件例化U0:CNT99 PORT MAP (CLK, CLR, ENA, DOUT, qh, ql);U1:code_switch PORT MAP (qh(3 downto 0), SEG_high(7 downto 0));U2:code_switch PORT MAP (ql(3 downto 0),  SEG_low(7 downto 0));
END ARCHITECTURE ART;