全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)Verilog程序Word版

1、傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué) 院：大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院專 業(yè)：電子與通信工程學(xué) 號(hào)：2015021718學(xué)生姓名：楊 鵬 舉指導(dǎo)教師：李 良 榮 2016 年 5 月 24傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！目錄一、實(shí)驗(yàn)題目3二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?三、實(shí)驗(yàn)要求3四、洗衣機(jī)工作原理與功能說(shuō)明3狀態(tài)圖如下4程序rtl視圖如下4五、詳細(xì)代碼如下5模塊一實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和各狀態(tài)輸出控制5模塊二實(shí)現(xiàn)復(fù)位信號(hào)的異步復(fù)位同步釋放11模塊三實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)的數(shù)碼管顯示12模塊四實(shí)現(xiàn)按鍵檢測(cè)13模塊五實(shí)現(xiàn)頂層的調(diào)用15傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去

2、除！實(shí)驗(yàn)題目自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟練掌握quartus ii 工程文件的建立過(guò)程。2、掌握verilog的基本語(yǔ)法、語(yǔ)句、模塊的使用。3、了解模塊的建立與使用。4、了解fpga的開(kāi)發(fā)基本流程。二、 實(shí)驗(yàn)要求1、初始狀態(tài)，準(zhǔn)備啟動(dòng)。2、開(kāi)始進(jìn)水；為防止進(jìn)水過(guò)程出現(xiàn)故障，故不用定時(shí)器控制，而是手動(dòng)給一個(gè)信號(hào)模擬水位檢測(cè)傳感器，表示進(jìn)水完成。3、開(kāi)始洗滌：正反洗滌4次開(kāi)始排水。4、排水后立即脫水。5、洗滌之后漂洗2次，每次漂洗過(guò)后都排水甩干。6、整個(gè)過(guò)程全部用數(shù)碼管來(lái)顯示狀態(tài)機(jī)狀態(tài)，并用兩個(gè)led燈表示電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)狀態(tài)。三、 洗衣機(jī)工作原理與功能說(shuō)明自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理：洗衣機(jī)有7個(gè)

3、工作狀態(tài)分別為空閑（idle）、加水（water）、洗衣（wash）、排水（drain）、甩干（dry）、漂洗（rinse）、結(jié)束音樂(lè)提示（music）。一次完整的洗滌，進(jìn)水3次、洗滌1次、漂洗兩次、排水3次、甩干3次。一次完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為：空閑（idle）、加水（water）、洗衣（wash）、排水（drain）、甩干（dry）、加水（water）、漂洗（rinse）、排水（drain）、甩干（dry）、加水傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除?。╳ater）、漂洗（rinse）、排水（drain）、甩干（dry）、結(jié)束音樂(lè)提示（music）。程序功能說(shuō)明：程序有4個(gè)輸入st

4、art啟動(dòng)信號(hào)、water_test水滿檢測(cè)信號(hào)，水滿了就置一、drain_test排水檢測(cè)，水排完了就置一、emergency緊急停止信號(hào)，任何情況下輸入都進(jìn)入idle狀態(tài)，即停止工作。一開(kāi)上電過(guò)后系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)，當(dāng)輸入信號(hào)start后進(jìn)入加水狀態(tài)，水滿過(guò)后進(jìn)入浸泡狀態(tài)，浸泡完畢進(jìn)入洗衣?tīng)顟B(tài)，洗衣完畢進(jìn)入排水狀態(tài)，第一次排水完畢進(jìn)入甩干狀態(tài)，第一次甩干完成進(jìn)入加水狀態(tài)，第二次加水完成后進(jìn)入第一次漂洗狀態(tài)，第一次漂洗完畢進(jìn)入第二次排水狀態(tài)，排水完畢進(jìn)入第二次甩干狀態(tài)，第二次甩干完畢進(jìn)入第三次加水狀態(tài)，再進(jìn)入第二次漂洗狀態(tài)，第三次排水狀態(tài)，第三次甩干狀態(tài)，進(jìn)入結(jié)束音樂(lè)提醒狀態(tài)，回到空閑狀態(tài)。洗

5、衣服和漂洗為洗衣電機(jī)的低速檔位，在排水過(guò)程中將電機(jī)檔位變?yōu)楦邫n位。當(dāng)甩干完畢變到其他狀態(tài)時(shí)，就把電機(jī)檔位變到低檔位。洗滌和漂洗時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間有3秒鐘的延時(shí)（即讓電機(jī)自動(dòng)減速，不至于電機(jī)突然反轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)荷太大燒毀電機(jī)）。狀態(tài)圖如下傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！程序rtl視圖如下4個(gè)輸入由外部按鍵輸入，經(jīng)過(guò)模塊key按鍵消抖確定按鍵是否被按下。按鍵輸入到模塊washer作為一些狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。washer的狀態(tài)輸出到數(shù)碼管顯示模塊segmain顯示系統(tǒng)當(dāng)前處于什么狀態(tài)。系統(tǒng)有4個(gè)輸出clockwise正轉(zhuǎn)信號(hào)0表示轉(zhuǎn)，1表示不轉(zhuǎn)、anticlockwise反轉(zhuǎn)信號(hào)0表示

6、轉(zhuǎn)，1表示不轉(zhuǎn)、finish結(jié)束信號(hào)0表示結(jié)束，1表示未結(jié)束、cstate表示當(dāng)前狀態(tài)。經(jīng)調(diào)試實(shí)現(xiàn)了想要的功能。傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！五、詳細(xì)代碼如下模塊一實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和各狀態(tài)輸出控制/-/用1段式狀態(tài)機(jī)，分成3段來(lái)寫(xiě)/-module washer(clk,rst_n,start,water_test,/水滿信號(hào)drain_test,/排水檢測(cè)emergency,/緊急情況處理clockwise,/正轉(zhuǎn)信號(hào)anticlockwise,/反轉(zhuǎn)信號(hào)finish,/結(jié)束信號(hào)level,/檔位顯示 0為高檔位 1為低檔位cstate/用于顯示處于哪個(gè)狀態(tài));par

7、ameter idle = 0, inwater = 1,steep = 2,/浸泡 wash = 3,/洗滌drain = 4,/排水 dry = 5,rinse = 6,/漂洗music = 7;reg steep_test;/浸泡結(jié)束信號(hào)reg wash_test;/洗滌結(jié)束信號(hào)reg dry_test;/甩干結(jié)束信號(hào)reg rinse_test;/漂洗結(jié)束信號(hào)reg music_test;/音樂(lè)結(jié)束信號(hào)input clk,rst_n;/時(shí)鐘 復(fù)位input start;/啟動(dòng)信號(hào)input water_test;/水滿信號(hào)input drain_test;/排水檢測(cè)input emer

8、gency;/緊急停止信號(hào)output reg clockwise;/正轉(zhuǎn)信號(hào)0表示轉(zhuǎn)，1表示不轉(zhuǎn)output reg anticlockwise;/反轉(zhuǎn)信號(hào)0表示轉(zhuǎn)，1表示不轉(zhuǎn)傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！output reg finish;/結(jié)束信號(hào)0表示結(jié)束，1表示未結(jié)束output 2:0 cstate;/表示現(xiàn)在的狀態(tài)output reg level;/顯示電機(jī)檔位reg2:0 cstate_r;assign cstate = cstate_r;reg1:0 water_time;/洗滌一次 漂洗兩次reg1:0 drain_time;/排水三次reg1:0

9、dry_time;/甩干三次always(posedge clk)if(rst_n)begincstate_r <= idle;endelsebegincase(cstate_r)idle:if(start) begin /0cstate_r <= inwater;/一開(kāi)始就進(jìn)入進(jìn)水狀態(tài)endelsecstate_r <= idle;/1inwater:if(emergency) cstate_r <= idle;/遇到緊急情況就停止 else if(water_test)begincase(water_time)2'b00: cstate_r <= st

10、eep;/水滿了就進(jìn)入浸泡狀態(tài)2'b01: cstate_r <= rinse; 2'b10: cstate_r <= rinse;default: ;endcaseendelse cstate_r <= inwater; /2 steep:if(emergency) cstate_r <= idle;/遇到緊急情況就停止 else if(steep_test) cstate_r <= wash;/浸泡完畢就進(jìn)入洗滌狀態(tài)else cstate_r <= steep;/3 wash:if(emergency) cstate_r <= id

11、le;/遇到緊急情況就停止 else if(wash_test) cstate_r <= drain;/洗完就進(jìn)入排水狀態(tài)傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！ else cstate_r <= wash; /4 drain:if(emergency) cstate_r <= idle;else if(drain_test) begin cstate_r <= dry;endelse cstate_r <= drain;/5dry:if(emergency) cstate_r <= idle; else if(dry_test) beginc

12、ase(dry_time) 2'b01: cstate_r <= inwater; 2'b10: cstate_r <= inwater; 2'b11: cstate_r <= music; default: ;endcase end else cstate_r <= dry; /6 rinse:if(emergency) cstate_r <= idle; else if(rinse_test) cstate_r <= drain; else cstate_r <= rinse; /7 music:if(emergency)

13、cstate_r <= idle; else if(music_test) cstate_r <= idle; else cstate_r <= music;default: cstate_r <= idle;endcaseendreg28:0 counter;reg3:0 num;/reg in_water;always(posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n)beginsteep_test <= 1'b0;wash_test <= 1'b0;dry_test <= 1'b0;ri

14、nse_test <= 1'b0;music_test <= 1'b0;water_time <=2'd0;傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！drain_time <= 2'd0;dry_time <= 2'd0;counter <= 29'd0;num <= 4'd0;music_test <= 1'b0;clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;finish <= 1'b1;end

15、else begincase(cstate_r)idle: begin/0music_test <= 1'b0;/音樂(lè)結(jié)束信號(hào)復(fù)位clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;/電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)finish <= 1'b1;/結(jié)束信號(hào)wash_test <= 1'b0;/洗滌完成信號(hào)復(fù)位rinse_test <= 1'b0;dry_test <= 1'b0;/將甩干標(biāo)志清零steep_test <= 1'b0;/將浸泡結(jié)束標(biāo)志位復(fù)位music_tes

16、t <= 1'b0;endinwater: begin/1water_test不用置零clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;level <= 1'b1;/檔位跳到低位檔dry_test <= 1'b0;/將甩干標(biāo)志清零if(water_test)begin/進(jìn)水完成信號(hào)為外部輸入信號(hào)if(water_time = 2'b11)beginwater_time <= 2'b00;endelse water_time <= water_time + 1'

17、b1;endendsteep: begin /2clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;if(counter = 29'd250000000) begincounter <= 29'd0;steep_test <= 1'b1;/浸泡10秒鐘浸泡完成endelse counter <= counter + 1'b1;endwash: begin/3傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！steep_test <= 1'b0;/將浸泡結(jié)束標(biāo)志位復(fù)位cas

18、e(num)4'd0: beginclockwise <= 1'b0;/正轉(zhuǎn)5秒anticlockwise <= 1'b1;end4'd1: beginclockwise <= 1'b1;/停轉(zhuǎn)3秒anticlockwise <= 1'b1;end4'd2: beginclockwise <= 1'b1;/反轉(zhuǎn)5秒anticlockwise <= 1'b0;end4'd3: beginclockwise <= 1'b1;/停轉(zhuǎn)3秒anticlockwise <

19、= 1'b1;end4'd4: beginclockwise <= 1'b0;/正轉(zhuǎn)5秒anticlockwise <= 1'b1;end4'd5: beginclockwise <= 1'b1;/停轉(zhuǎn)3秒anticlockwise <= 1'b1;end4'd6: beginclockwise <= 1'b1;/反轉(zhuǎn)5秒anticlockwise <= 1'b0;end4'd7: beginnum <= 4'd0;wash_test <= 1'

20、;b1;/下一個(gè)狀態(tài)置零clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;enddefault: begin clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;endendcaseif(num = 1 | num = 3 | num = 5)beginif(counter = 29'd150000000)/延時(shí)3秒傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！begincounter <= 29'd0;num <= num + 1'b1

21、;endelse counter <= counter + 1'b1;endelseif(counter = 29'd250000000) begincounter <= 29'd0;num <= num + 1'b1;endelse counter <= counter + 1'b1;enddrain:begin/4drain_test不用置零clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;wash_test <= 1'b0;/洗滌完成信號(hào)復(fù)位rinse_

22、test <= 1'b0;/漂洗完成信號(hào)復(fù)位level <= 1'b0;/調(diào)節(jié)檔位到高檔位if(drain_test)begin/排水信號(hào)為外部輸入信號(hào)if(drain_time = 2'b11)begin/排水3次drain_time <= 2'b00;endelse drain_time <= drain_time + 1'b1;endenddry: begin/5clockwise <= 1'b0;/甩干正轉(zhuǎn)信號(hào)置1anticlockwise <= 1'b1;if(counter = 29'

23、;d250000000) begincounter <= 29'd0;clockwise <= 1'b1;/停止正轉(zhuǎn)anticlockwise <= 1'b1;dry_test <= 1'b1;/甩干完成 未清零所以一次跳兩個(gè)狀態(tài)if(dry_time = 2'b11)begindry_time <= 2'b00;endelse dry_time <= dry_time + 1'b1;endelse counter <= counter + 1'b1;endrinse: begin /6c

24、ase(num)4'd0:begin傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！clockwise <= 1'b0;/正轉(zhuǎn)5秒anticlockwise <= 1'b1;end4'd1:beginclockwise <= 1'b1;/停止轉(zhuǎn)動(dòng)3秒anticlockwise <= 1'b1;end4'd2:beginclockwise <= 1'b1;/反轉(zhuǎn)5秒anticlockwise <= 1'b0;end4'd3:beginrinse_test <= 1

25、9;b1;num <= 3'd0;clockwise <= 1'b1;/停止轉(zhuǎn)動(dòng)anticlockwise <= 1'b1;enddefault:;endcaseif(num = 1)beginif(counter = 29'd150000000)/延時(shí)3秒begincounter <= 29'd0;num <= num + 1'b1;endelse counter <= counter +1;endelseif(counter = 29'd250000000)begin/延時(shí)5秒counter <

26、;= 29'd0;num <= num + 1'b1;endelse counter <= counter + 1'b1;endmusic: begin /7clockwise <= 1'b1;anticlockwise <= 1'b1;level <= 1'b1;/將檔位調(diào)到低檔位dry_test <= 1'b0;/將甩干完成信號(hào)復(fù)位finish <= 1'b0;/結(jié)束將結(jié)束信號(hào)置1if(counter = 29'd50000000) begincounter <= 29&

27、#39;d0;music_test <= 1'b1;傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！end else counter <= counter + 1'b1;enddefault: ;endcaseendendendmodule模塊三實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)的數(shù)碼管顯示module segmain(clk,rst_n,datain,seg_data,seg_com);input clk;input rst_n;input2:0datain;output7:0seg_data;output seg_com;reg7:0seg_data;reg2:0bcd_led

28、;reg18:0count;assign seg_com = 1'b0;always(posedge clk)beginif(rst_n)begincount <= 19'd0;endelsecount <= count + 1'b1;endalways(posedge clk)beginif(count18)beginbcd_led <= datain;傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！endendalways(bcd_led)begincase(bcd_led)4'h0:seg_data = 8'hc0;/0共陽(yáng)

29、低有效4'h1:seg_data = 8'hf9;/14'h2:seg_data = 8'ha4;/24'h3:seg_data = 8'hb0;/34'h4:seg_data = 8'h99;/44'h5:seg_data = 8'h92;/54'h6:seg_data = 8'h82;/64'h7:seg_data = 8'hf8;/7/4'h8:seg_data = 8'h80;/8/4'h9:seg_data = 8'h90;/9/4'

30、ha:seg_data = 8'h88;/a/4'hb:seg_data = 8'h83;/b/4'hc:seg_data = 8'hc6;/c/4'hd:seg_data = 8'ha1;/d/4'he:seg_data = 8'h86;/e/4'hf:seg_data = 8'h8e;/fdefault:seg_data = 8'hc0;/0endcaseendendmodule模塊四實(shí)現(xiàn)按鍵檢測(cè)module key(clk,rst_n,sw,start,water_test,drain_tes

31、t,emergency);input clk;/主時(shí)鐘信號(hào)，50mhzinput rst_n;/復(fù)位信號(hào)，低有效input3:0 sw; /三個(gè)獨(dú)立按鍵，低表示按下output reg start;/啟動(dòng)信號(hào)output reg water_test;/水滿信號(hào)output reg drain_test;/排水檢測(cè)output reg emergency;/緊急停止信號(hào) /-reg3:0 key_rst; 傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！always (posedge clk or negedge rst_n) if (!rst_n) key_rst <= 3

32、9;b111; else key_rst <= sw;/將按鍵狀態(tài)存入寄存器中reg3:0 key_rst_r; /每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿將low_sw信號(hào)鎖存到low_sw_r中always ( posedge clk or negedge rst_n ) if (!rst_n) key_rst_r <= 4'b1111; else key_rst_r <= key_rst;/寄存器中存入按鍵上個(gè)時(shí)鐘周期的按鍵狀態(tài) /當(dāng)寄存器key_rst由1變?yōu)?時(shí)，led_an的值變?yōu)楦撸S持一個(gè)時(shí)鐘周期 wire3:0 key_an = key_rst_r & (key

33、_rst);/-reg19:0 cnt;/計(jì)數(shù)寄存器always (posedge clk or negedge rst_n) if (!rst_n) cnt <= 20'd0;/異步復(fù)位else if(key_an) cnt <=20'd0;/檢測(cè)到有鍵被按下（可能是按鍵抖動(dòng)直到檢測(cè)不到） else cnt <= cnt + 1'b1;/就將計(jì)數(shù)器清零 reg3:0 low_sw;always (posedge clk or negedge rst_n) if (!rst_n) low_sw <= 4'b1111;else if (cn

34、t = 20'hfffff) /滿20ms，將按鍵值鎖存到寄存器low_sw中 cnt = 20'hfffff low_sw <= sw; /-reg 3:0 low_sw_r; /每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿將low_sw信號(hào)鎖存到low_sw_r中always ( posedge clk or negedge rst_n ) if (!rst_n) low_sw_r <= 4'b1111; else low_sw_r <= low_sw;wire3:0 led_ctrl = low_sw_r3:0 & ( low_sw3:0);always (posedge clk or negedge rst_n)傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！ if (!rst_n) beginstart <= 1'b0;/啟動(dòng)信號(hào)water_test <= 1'b0;/水滿信號(hào)drain_test <= 1'b0;/排水檢測(cè)emergency <= 1'b0;/緊急信號(hào) end else begin if ( led_ctrl0 ) start <= 1'b1; else start &l