蓝桥杯FPGA赛道第三次模拟题代码

一、顶层代码

module test#(
    parameter  SYS_CLK_FREQ = 26'd50_000_000,  // 系统时钟频率50MHz
    parameter  BAUD_RATE = 9600,               // 串口波特率
    parameter  CHECK_BIT = "None"              // 校验位类型（None表示无校验）
)(
    input  wire       sys_clk,    // 系统时钟输入
    input  wire       sys_rst,    // 系统复位（低电平有效）
    input  wire [3:0] key_in,     // 按键输入
    output wire [7:0] sel,        // 数码管位选信号
    output wire [7:0] seg,        // 数码管段选信号
    output reg  [7:0] led,        // LED指示灯
    output wire       tx          // 串口发送线
);

// ========== 状态定义 ==========
localparam STOP  = 3'd0;  // 停止状态
localparam START = 3'd1;  // 启动状态

// ========== 信号定义 ==========
wire [3:0]  key_data;      // 按键消抖后的数据
reg  [31:0] data;          // 数码管显示数据（8位BCD码）
reg  [3:0]  status_count;  // 当前状态（START/STOP）
reg  [7:0]  data_count;    // 计数器值
reg  [3:0]  tx_len;        // 串口发送数据长度

wire        start_send;    // 发送启动信号
reg         start_send_char;  // 字符发送启动标志
reg         start_send_status; // 状态发送启动标志
wire        tx_done;       // 发送完成标志

reg  [7:0]  char_idx;      // 当前发送字符索引
reg  [7:0]  tx_buffer[0:255]; // 发送缓冲区（存储ASCII字符）

reg         tx_done0;      // 发送完成信号打拍（同步用）
reg         tx_done1;      // 发送完成信号打拍（同步用）
wire        send_next;     // 发送下一个字符的触发信号

// ========== 模块实例化 ==========
// 数码管显示模块
seg seg_inst(
    .clk      (sys_clk),
    .rst      (sys_rst),
    .seg      (seg),
    .sel      (sel),
    .dsp_data (data)  // 显示数据输入
);

// 按键消抖模块
key key_inst(
    .sys_clk  (sys_clk),
    .sys_rst  (sys_rst),
    .key_in   (key_in),
    .key_data (key_data)  // 消抖后的按键数据
);

// 串口发送模块
uart_tx#(
    .CLOCK    (SYS_CLK_FREQ),
    .BUAD     (BAUD_RATE),
    .CHECK_BIT(CHECK_BIT)
) uart_tx_list(
    .clk         (sys_clk),
    .rst         (sys_rst),
    .tx_data     (tx_buffer[char_idx]),  // 当前发送字符
    .tx_data_vld (start_send),           // 发送使能
    .ready       (tx_done),              // 发送完成标志
    .tx          (tx)                    // 串口输出
);

// ========== LED控制逻辑 ==========
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (!sys_rst)
        led <= 8'b1111_1111;  // 复位时LED全灭
    else if (status_count == START)
        led <= 8'b1111_1110;  // START状态时点亮最低位LED
    else
        led <= 8'b1111_1111;  // 其他状态LED全灭
end

// ========== 数码管显示数据处理 ==========
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0)
        // 复位时显示" 0"（11表示不显示）
        data <= {4'd10, 4'd11, 4'd11, 4'd11, 4'd11, 4'd11, 4'd11, 4'd0};
    else begin
        // 动态更新显示数据（BCD码转换）
        data[11:8] <= (data_count > 99) ? (data_count / 100) : 4'd11;  // 百位
        data[7:4]  <= (data_count > 9)  ? (data_count % 100 / 10) : 4'd11;  // 十位
        data[3:0]  <= data_count % 10;  // 个位
    end
end

// ========== 按键处理逻辑 ==========
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst) begin
    if (sys_rst == 1'b0) begin
        data_count <= 8'b0;        // 计数器清零
        status_count <= START;     // 初始状态为START
        start_send_char <= 0;      // 发送标志清零
    end else begin
        case (key_data)  // 根据按键值更新状态
            4'b0001: begin  // 按键1：切换START/STOP状态
                if (status_count == START)
                    status_count <= STOP;
                else if (status_count == STOP)
                    status_count <= START;
            end
            4'b0010: begin  // 按键2：计数器加1（仅在START状态）
                if (status_count == START)
                    data_count <= data_count + 8'd1;
            end
            4'b0100: begin  // 按键3：计数器减1（仅在STOP状态且值>0）
                if ((status_count == STOP) && (data_count > 0))
                    data_count <= data_count - 1;