3位BCD加法计数器 VDHL设计与实现

作者:chenjieb520

一.设计目的

学习BCD加法计数器的设计、分析和测试方法。

二.设计内容

设计一个3BCD计数器,含异步清零和同步时钟使能。计数器的控制信号由DE2平台上的50 MHz时钟提供,再经过分频器降频到1HZ输出。计数器的输出显示在HEX2~HEX0上,用KEY0可以将计数器清零。

三.程序设计原理

  (1) 新建一个QuartusⅡ工程。

  (2) 建立一个VHDL文件,实现所要求的电路。

  (3) 将VHDL文件添加到工程中,编译工程并对电路进行仿真,确定其功能的正确性。

  (4) 分配引脚,将显示输出连接到HEX2~HEX0,用KEY0作为同步清除端。

  (5) 重新编译工程,将电路下载到DE2平台上并测试其功能。

四.程序流程图



五.源程序

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

ENTITY CNTBCD IS

PORT(CLK,RST,EN:IN STD_LOGIC;

     LED7SA,LED7SB,LED7SC:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0));

END CNTBCD;

ARCHITECTURE behav OF CNTBCD IS

SIGNAL CLK2,FULL,FOUT:STD_LOGIC;

SIGNAL A,B,C:INTEGER RANGE 9 DOWNTO 0;

BEGIN

CLK0:PROCESS(CLK)

VARIABLE CNT23:STD_LOGIC_VECTOR(23 DOWNTO 0);

BEGIN

IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN

CNT23:=CNT23+1;

END IF;

IF CNT23(15)='1' THEN

CLK2<='1';

ELSE CLK2<='0';

END IF;

END PROCESS CLK0;

PROCESS(CLK2,RST,EN)

variable CQ1,CQ2:INTEGER;

BEGIN

IF RST='1' THEN A<=0;B<=0;C<=0;

   ELSIF CLK2'EVENT AND CLK2='1' THEN

     IF EN='1' THEN

        IF A<9 THEN A<=A+1;

        ELSE

        A<=0;B<=B+1;

        IF B=9 THEN

        B<=0;C<=C+1;

        END IF;

        IF C=9 THEN

        C<=0;B<=0;A<=0;

        END IF;

        END IF;

     END IF;

END IF;

END PROCESS;

PROCESS(A)

BEGIN

CASE A IS

WHEN 0 => LED7SA<="1000000";

WHEN 1 => LED7SA<="1111001";

WHEN 2 => LED7SA<="0100100";

WHEN 3 => LED7SA<="0110000";

WHEN 4 => LED7SA<="0011001";

WHEN 5 => LED7SA<="0010010";

WHEN 6 => LED7SA<="0000011";

WHEN 7 => LED7SA<="1111000";

WHEN 8 => LED7SA<="0000000";

WHEN 9 => LED7SA<="0011000";

WHEN OTHERS=>NULL;

END CASE;

END PROCESS;

PROCESS(B)

BEGIN

CASE B IS

WHEN 0 => LED7SB<="1000000";

WHEN 1 => LED7SB<="1111001";

WHEN 2 => LED7SB<="0100100";

WHEN 3 => LED7SB<="0110000";

WHEN 4 => LED7SB<="0011001";

WHEN 5 => LED7SB<="0010010";

WHEN 6 => LED7SB<="0000011";

WHEN 7 => LED7SB<="1111000";

WHEN 8 => LED7SB<="0000000";

WHEN 9 => LED7SB<="0011000";

WHEN OTHERS=>NULL;

END CASE;

END PROCESS;

PROCESS(C)

BEGIN

CASE C IS

WHEN 0 => LED7SC<="1000000";

WHEN 1 => LED7SC<="1111001";

WHEN 2 => LED7SC<="0100100";

WHEN 3 => LED7SC<="0110000";

WHEN 4 => LED7SC<="0011001";

WHEN 5 => LED7SC<="0010010";

WHEN 6 => LED7SC<="0000011";

WHEN 7 => LED7SC<="1111000";

WHEN 8 => LED7SC<="0000000";

WHEN 9 => LED7SC<="0011000";

WHEN OTHERS=>NULL;

END CASE;

END PROCESS;

END behav;

六.调试过程

  根据上述代码的进行引脚的分配,这里不详细讲述分配的过程。可以得到和实验要求相吻合的结果。

在波形的模拟中,可以得到如下的波形:


这里必须说明是,为了使得模拟的时间更短一些,这里需要将原来的代码中的

IF CNT23(23)='1' THEN  改为 IF CNT23(10)='1' THEN

这里才能模拟出如下的波形。波形可以看出,这样的时间设置依然没有得到令人满意的数据。因为BC的值只是出现了一点点而已,不至于说明程序的准确性。所以这里继续改为IF CNT23(5)='1' THEN,得到如下的波形(由于波形实在太多了,所以这里显示得有点密集):


七.遇到的问题及解决方法

   在本次实验中,由于在模拟波形的时候,不能按照在硬件上模拟时所采用的分频倍数。因为这样的话(在硬件中是1s),而在模拟波形,那需要模拟很长的时间,而且的时间的波形限制方面,应该分频数少一点,使得时钟周期尽量保持在微妙级别,这样的就可以得到比较理想的模拟波形了,否则得出的波形将会一直停留在A=0,B=0,C=0的状态上。而且尽量分频得少一点(在模拟波形的时候,否则这个时间将会很长)。

八.参考文献

EDA技术与VHDL(第二版) 潘松  黄继业 编著



<think>好的,我现在要解决用户在IAR编译器中遇到的错误:“incomplete type is not allowed”。首先,我需要理解这个错误的含义和常见原因。根据我的知识库,这个错误常发生在代码中使用了未完全定义的类型,比如结构体或联合体声明了但未定义,或者前向声明了某个类型但没有提供完整的定义。 首先,我应该检查用户代码中是否有结构体或联合体的声明但没有定义的情况。比如,如果有一个结构体声明为`struct MyStruct;`,但没有后续的完整定义,那么在需要该结构体大小或成员的地方,编译器就会报这个错误。这时候,需要用户补全结构体的定义,包括成员变量。 其次,检查是否在头文件中只声明了类型而没有包含定义。例如,如果在头文件中使用前向声明,但在使用该类型的源文件中没有包含实际的定义头文件,这也会导致错误。此时,需要确保在使用类型的地方包含了正确的头文件,或者将前向声明替换为完整的定义。 另外,还要考虑typedef的问题。如果用户使用了typedef创建别名,但原始类型未完全定义,同样会引发错误。例如,`typedef struct MyStruct MyType;`之后,如果尝试使用MyType但MyStruct尚未定义,就会出错。需要确保在使用typedef之前,原始类型已经被完整定义。 此外,数组声明中的类型不完整也是一个常见原因。比如声明数组时,如果元素类型未完全定义,编译器无法确定数组的大小,导致错误。需要检查数组声明中的类型是否已经完整定义。 可能还有其他情况,比如在C和C++混合编程时,如果没有正确使用extern "C",或者在头文件中遗漏了必要的包含,也可能导致类型不完整。需要用户检查这些方面。 接下来,我需要将这些可能的原因整理成清晰的解决步骤,并给出具体的代码示例,帮助用户理解如何修改。同时,根据用户提供的引用内容,虽然引用[1]和引用[2]是关于其他错误的,但用户可能希望看到类似的结构,即分点说明解决方案,并引用相关资源。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步了解可能相关的编译错误,比如类型未定义、前向声明问题等。这样用户可以有更全面的认识,预防其他类似错误的发生。</think>### IAR编译器错误'incomplete type is not allowed'解决方案 该错误表示代码中使用了**未完全定义的类型**,编译器无法确定其内存布局或成员信息。以下是具体原因及解决方法: #### 1. 结构体/联合体未定义完整 若声明了结构体但未定义成员,在实例化时会报错: ```c struct MyStruct; // 前向声明不完整 struct MyStruct var; // 错误:使用未完成类型 ``` **解决方案**:补全类型定义 ```c struct MyStruct { int id; char name[20]; }; ``` #### 2. 头文件包含缺失 当跨文件使用类型时,需确保定义可见: ```c // file.h struct Data; // 前向声明 // file.c struct Data { // 实际定义 int value; }; ``` **解决方案**:在使用该类型的文件中包含定义头文件 ```c #include "file.c" // 包含实际定义 ``` #### 3. typedef别名问题 使用typedef时原始类型必须完整: ```c typedef struct Node NodeT; // 前向声明 NodeT* ptr; // 允许指针声明 NodeT instance; // 错误:不完整类型 ``` **解决方案**:先完成类型定义再typedef ```c struct Node { int data; struct Node* next; }; typedef struct Node NodeT; ``` #### 4. 数组声明不完整 数组元素类型必须完全定义: ```c struct Element; struct Element arr[10]; // 错误:元素类型未定义 ``` **解决方案**: ```c struct Element { int type; float value; }; struct Element arr[10]; // 合法 ``` #### 调试建议 1. 在IAR工程中搜索错误行号定位问题代码 2. 使用Go to Definition功能追踪类型定义 3. 检查所有头文件包含链 4. 确认没有循环依赖的头文件 编译器需要知道类型的完整信息才能: - 计算sizeof大小 - 分配内存空间 - 访问成员变量 - 进行类型对齐 [^1]: 类似类型转换错误可参考浮点转整型的类型适配问题。
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