在上节内容中我们讲解了mif文件的格式以及使用方法，可以利用文本编辑器进行mif文件的编写。本节内容主要利用已经生成的ROM（8 X 256），利用mif文件将ROM的内容设置成7段数码管的译码内容，对比数码管case语句的译码，可以非常容易地转换成mif文件。
1.编写7段数码管译码mif文件
case语句译码复制如下：
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
always@(*) case(count_sel) 0: SEVEN_SEG = 7'b100_0000; 1: SEVEN_SEG = 7'b111_1001; 2: SEVEN_SEG = 7'b010_0100; 3: SEVEN_SEG = 7'b011_0000; 4: SEVEN_SEG = 7'b001_1001; 5: SEVEN_SEG = 7'b001_0010; 6: SEVEN_SEG = 7'b000_0010; 7: SEVEN_SEG = 7'b111_1000; 8: SEVEN_SEG = 7'b000_0000; 9: SEVEN_SEG = 7'b001_0000; 4'ha: SEVEN_SEG = 7'b000_1000; 4'hb: SEVEN_SEG = 7'b000_0011; 4'hc: SEVEN_SEG = 7'b100_0110; 4'hd: SEVEN_SEG = 7'b010_0001; 4'he: SEVEN_SEG = 7'b000_0110; 4'hf: SEVEN_SEG = 7'b000_1110; default: SEVEN_SEG = 7'b111_1111; endcase |
按照case语句的内容翻译成mif文件的地址与数据的对应关系。
mif文件内容如下：
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 |
% file name : p1_rom.mif% DEPTH = 32; -- The size of memory in words WIDTH = 8; -- The size of data in bits ADDRESS_RADIX = HEX; -- The radix for address values DATA_RADIX = HEX; -- The radix for data values CONTENT -- start of (address : data pairs) BEGIN 00 : 40; -- memory address : data 01 : 79; 02 : 24; 03 : 30; 04 : 19; 05 : 12; 06 : 02; 07 : 78; 08 : 00; 09 : 10; 0A : 08; 0B : 03; 0C : 46; 0D : 21; 0E : 06; 0F : 0e; END; |
2.设计利用ROM进行译码的程序
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新建工程
工程名称–rom_7SEG，顶层实体的名称–rom_7SEG，顶层文件的名称–rom_7SEG，顶层文件的module name–rom_7SEG
- 在新工程中利用向导生成单端口ROM，名称为p1_rom，并在工程中例化，例化名为p1_rom_inst，参照Quartus ROM 的生成与配置详解
- 编写rom_7SEG.v文件，
- 分频，将50Mhz的时钟分频成1HZ的单脉冲信号
- 地址计数器
程序代码如下：
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 |
module rom_7SEG ( input inclk, //50Mhz input rst, output DP, output [5:0] SEAT, output [6:0] SEVEN_SEG ); reg [26:0] div; reg f_s; reg [3:0] seg_addr; assign DP = 1'b1; assign SEAT = 6'b11_1110; always@(posedge inclk or posedge rst) //分频 if(rst) begin div = 0; f_s = 0; end else begin if(div == 49999999) begin div = 0; f_s = 1'b1; end else begin div = div + 1; f_s = 0; end end always@(posedge inclk or posedge rst) //地址计数 if(rst) begin seg_addr = 0; end else begin if(f_s) seg_addr = seg_addr + 1; end assign DP = 1'b1; p1_rom p1_rom_inst ( .address (seg_addr), .clock (inclk), .q (SEVEN_SEG) //ROM.q是8位输出，这里只用了低7位 ); endmodule |
3. 设置ROM的mif文件
将上面的mif文件存储到工程目录中(p1_rom.mif)，并选取ROM的mif并编译。
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管脚锁定
根据FII-PRA006的硬件使用手册，进行管脚锁定，如表1
表1
| 程序信号名 | 网络标号 | FPGA管脚 | 端口说明 |
| clk | C10_50MCLK | 91 | 输入时钟 |
| rst | KEY3 | 10 | 复位按键 |
| SEAT[5] | SEG_3V3_D5 | 124 | 位选信号第5位 |
| SEAT[4] | SEG_3V3_D4 | 127 | 位选信号第4位 |
| SEAT[3] | SEG_3V3_D3 | 129 | 位选信号第3位 |
| SEAT[2] | SEG_3V3_D2 | 141 | 位选信号第2位 |
| SEAT[1] | SEG_3V3_D1 | 142 | 位选信号第1位 |
| SEAT[0] | SEG_3V3_D0 | 136 | 位选信号第0位 |
| SEVEN_SEG[6] | SEG_PG | 135 | 段选信号第7位 |
| SEVEN_SEG[5] | SEG_PF | 138 | 段选信号第6位 |
| SEVEN_SEG[4] | SEG_PE | 126 | 段选信号第5位 |
| SEVEN_SEG[3] | SEG_PD | 125 | 段选信号第4位 |
| SEVEN_SEG[2] | SEG_PC | 133 | 段选信号第3位 |
| SEVEN_SEG[1] | SEG_PB | 137 | 段选信号第2位 |
| SEVEN_SEG[0] | SEG_PA | 132 | 段选信号第1位 |
| DP | SEG_DP | 128 | 段选信号第0位 |
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重新编译，在FII-PRA 006上下载测试。
测试结果应该是在FII-PRA 006开发板上最右边的数码管显示从 0 到 f 每秒的速度进行跳动。
4. Quartus mif文件编辑器的使用
除了使用通用的mif文件编辑器编辑mif文件外，Quartus 还提供了表格式mif文件编辑功能。
- 在Quartus 工程中新建mif文件，菜单file–>New… –>,选取类型为Memory Initialization File ， 如图1，
图1
点击OK,跳出的界面如图2，填写对应的ROM（RAM）的深度和输出宽度。
图2
点击OK，跳出图3界面，
图3
在图3中，鼠标右键点击ASCII的位置，设置地址和数据的表示格式（如16进制，8进制，2进制等）
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根据需要编辑表中的内容，完成后存储，并于ROM的mif文件相关联就可以使用了。
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练习题：
- 利用ROM和 mif文件编写应用程序，利用4位数码管实现数字中的分，秒显示。要求：
- 利用1个深度256，位宽为8的ROM进行译码，将小数点显示在第3个数码管上，要求用两种方法实现：
- DP直接译码（Verilog）
- DP结合7段数码管的数字部分组成8段，在mif文件中设计成通用的译码电路，并用Verilog代码实现不同的数码管和小数点的调用。
- 利用1个深度256，位宽为8的ROM进行译码，将小数点显示在第3个数码管上，要求用两种方法实现：
- 编写4位2进制自然编码到4位格雷码的转换表，形成mif文件，使用4位开关作为输入，并用1位数码管译码显示。（硬件部分参照FII-PRA006/010原理图)