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简答题设计一个具备定时和信息显示功能的微波炉控制器。要求该微波炉控制器能够在任意时刻取消当前工作,复位为初始状态;可以根据需要设置烹调时间的长短,系统最长的烹调时间为59分59秒,开始烹调后,能够显示剩余时间的多少;能够显示微波炉控制器的烹调状态。
  • 设计分析:根据设计要求,该微波炉控制器可由以下四个电路模块组成:状态控制电路,其功能是控制微波炉工作过程中的状态转换,并发出相关控制信号;数据装载电路,其功能是根据控制信号选择定时时间,测试数据或计时完成信息的载入;计时电路,其功能是对时钟进行减法计数,提供烹调完成时的状态信号;显示译码电路,其功能是显示微波炉控制器的各状态信息。
    设clk为时钟输入信号,时钟上升沿敏感;reset为复位信号,高电平有效时系统复位清零;test为数码显示管测试信号,高电平有效,用于测试显示管是否正常工作;set_t为烹调时间设置信号,高电平有效时允许设置烹调时间;data为定时时间输入信号,用于设置烹调时间的长短,其由高到低分别表示定时时间分、秒的十位,个位;start为烹调开始信号,高电平有效时开始烹调;输出信号cook指示微波炉状态,高电平时表示烹调进行时;sec0、sec1、min0、min1分别表示秒个位、秒十位、分个位、分十位。
    VHDL源代码如下:
    (1)状态控制电路的VHDL实现如下:

    (2)数据装载电路的VHDL实现如下:

    (3)计时电路的VHDL实现如下:

    (4)计数器电路模块设计

    (5)顶层模块的VHDL实现如下:
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