VHDL語言是一種用于電路設計的高級語言。它在80年代的后期出現。最初是由美國國防部開發出來供美軍用來提高設計的可靠性和縮減開發周期的一種使用范圍較小的設計語言 。
VHDL翻譯成中文就是超高速集成電路硬件描述語言，主要是應用在數字電路的設計中。它在中國的應用多數是用在FPGA/CPLD/EPLD的設計中。當然在一些實力較為雄厚的單位，它也被用來設計ASIC。
VHDL主要用于描述數字系統的結構，行為，功能和接口。除了含有許多具有硬件特征的語句外，VHDL的語言形式、描述風格以及語法是十分類似于一般的計算機高級語言。VHDL的程序結構特點是將一項工程設計，或稱設計實體（可以是一個元件，一個電路模塊或一個系統）分成外部（或稱可視部分，及端口）和內部（或稱不可視部分），既涉及實體的內部功能和算法完成部分。在對一個設計實體定義了外部界面后，一旦其內部開發完成后，其他的設計就可以直接調用這個實體。這種將設計實體分成內外部分的概念是VHDL系統設計的基本點。
本文為大家帶來vhdl數碼管中的倒計時程序介紹
實現功能
按下啟動暫停按鍵時，倒計時開始工作，再按一次啟動暫停按鍵時，則暫停倒計時。在任何時候，按下復位按鍵，倒計時將暫停工作，并且恢復倒計時當前默認值99。
源代碼
源代碼講解如下：
#include “REG52.H”
#define const_voice_short 40 //蜂鳴器短叫的持續時間
#define const_voice_long 200 //蜂鳴器長叫的持續時間
#define const_key_time1 20 //按鍵去抖動延時的時間
#define const_key_time2 20 //按鍵去抖動延時的時間
#define const_dpy_time_half 200 //數碼管閃爍時間的半值
#define const_dpy_time_all 400 //數碼管閃爍時間的全值 一定要比const_dpy_time_half 大
/* 注釋一：
* 如何知道1秒鐘需要多少個定時中斷？
* 這個需要編寫一段小程序測試，得到測試的結果后再按比例修正。
* 步驟：
* 第一步：在程序代碼上先寫入1秒鐘大概需要200個定時中斷。
* 第二步：把程序燒錄進單片機后，上電開始測試，手上同步打開手機里的秒表。
* 如果單片機倒計時跑完了99秒，而手機上的秒表才走了45秒。
* 第三步：那么最終得出1秒鐘需要的定時中斷次數是：const_1s=（200*99）/45=440
*/
#define const_1s 440 //大概一秒鐘所需要的定時中斷次數
void initial_myself（）;
void initial_peripheral（）;
void delay_short（unsigned int uiDelayShort）;
void delay_long（unsigned int uiDelaylong）;
//驅動數碼管的74HC595
void dig_hc595_drive（unsigned char ucDigStatusTemp16_09，unsigned char ucDigStatusTemp08_01）;
void display_drive（）; //顯示數碼管字模的驅動函數
void display_service（）; //顯示的窗口菜單服務程序
//驅動LED的74HC595
void hc595_drive（unsigned char ucLedStatusTemp16_09，unsigned char ucLedStatusTemp08_01）;
void T0_time（）; //定時中斷函數
void key_service（）; //按鍵服務的應用程序
void key_scan（）;//按鍵掃描函數 放在定時中斷里
sbit key_sr1=P0^0; //對應朱兆祺學習板的S1鍵
sbit key_sr2=P0^1; //對應朱兆祺學習板的S5鍵
sbit key_gnd_dr=P0^4; //模擬獨立按鍵的地GND，因此必須一直輸出低電平
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅動IO口
sbit led_dr=P3^5; //作為中途暫停指示燈 亮的時候表示中途暫停
sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //數碼管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;
sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED燈的74HC595程序
sbit hc595_st_dr=P2^4;
sbit hc595_ds_dr=P2^5;
unsigned char ucKeySec=0; //被觸發的按鍵編號
unsigned int uiKeyTimeCnt1=0; //按鍵去抖動延時計數器
unsigned char ucKeyLock1=0; //按鍵觸發后自鎖的變量標志
unsigned int uiKeyTimeCnt2=0; //按鍵去抖動延時計數器
unsigned char ucKeyLock2=0; //按鍵觸發后自鎖的變量標志
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鳴器鳴叫的持續時間計數器
unsigned char ucDigShow8; //第8位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow7; //第7位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow6; //第6位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow5; //第5位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow4; //第4位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow3; //第3位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow2; //第2位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow1; //第1位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigDot8; //數碼管8的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot7; //數碼管7的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot6; //數碼管6的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot5; //數碼管5的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot4; //數碼管4的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot3; //數碼管3的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot2; //數碼管2的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot1; //數碼管1的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigShowTemp=0; //臨時中間變量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //動態掃描數碼管的步驟變量
unsigned char ucWd=1; //本程序的核心變量，窗口顯示變量。類似于一級菜單的變量。代表顯示不同的窗口。
unsigned char ucWd1Update=1; //窗口1更新顯示標志
unsigned char ucCountDown=99; //倒計時的當前值
unsigned char ucStartFlag=0; //暫停與啟動的標志位
unsigned int uiTimeCnt=0; //倒計時的時間計時器
unsigned char ucTemp1=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp2=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp3=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp4=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp5=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp6=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp7=0; //中間過渡變量
unsigned char ucTemp8=0; //中間過渡變量
//根據原理圖得出的共陰數碼管字模表
code unsigned char dig_table［］=
{
0x3f， //0 序號0
0x06， //1 序號1
0x5b， //2 序號2
0x4f， //3 序號3
0x66， //4 序號4
0x6d， //5 序號5
0x7d， //6 序號6
0x07， //7 序號7
0x7f， //8 序號8
0x6f， //9 序號9
0x00， //無 序號10
0x40， //- 序號11
0x73， //P 序號12
};
void main（）
{
initial_myself（）;
delay_long（100）;
initial_peripheral（）;
while（1）
{
key_service（）; //按鍵服務的應用程序
display_service（）; //顯示的窗口菜單服務程序
}
}
/* 注釋二：
*鴻哥首次提出的“一二級菜單顯示理論”：
*凡是人機界面顯示，不管是數碼管還是液晶屏，都可以把顯示的內容分成不同的窗口來顯示，
*每個顯示的窗口中又可以分成不同的局部顯示。其中窗口就是一級菜單，用ucWd變量表示。
*局部就是二級菜單，用ucPart來表示。不同的窗口，會有不同的更新顯示變量ucWdXUpdate來對應，
*表示整屏全部更新顯示。不同的局部，也會有不同的更新顯示變量ucWdXPartYUpdate來對應，表示局部更新顯示。
*/
void display_service（） //顯示的窗口菜單服務程序
{
//由于本程序只有一個窗口，讀者在做實際項目的時候，可以省略switch（ucWd）
switch（ucWd） //本程序的核心變量，窗口顯示變量。類似于一級菜單的變量。代表顯示不同的窗口。
{
case 1： //顯示窗口1的數據
if（ucWd1Update==1） //窗口1要全部更新顯示
{
ucWd1Update=0; //及時清零標志，避免一直進來掃描
ucTemp8=10; //顯示空
ucTemp7=10; //顯示空
ucTemp6=10; //顯示空
ucTemp5=10; //顯示空
ucTemp4=10; //顯示空
ucTemp3=10; //顯示空
ucTemp2=ucCountDown/10; //倒計時的當前值
ucTemp1=ucCountDown%10;
ucDigShow8=ucTemp8;
ucDigShow7=ucTemp7;
ucDigShow6=ucTemp6;
ucDigShow5=ucTemp5;
ucDigShow4=ucTemp4;
ucDigShow3=ucTemp3;
if（ucCountDown<10）
{
ucDigShow2=10;
}
else
{
ucDigShow2=ucTemp2;
}
ucDigShow1=ucTemp1;
}
break;
}
}
void key_scan（）//按鍵掃描函數 放在定時中斷里
{
if（key_sr1==1）//IO是高電平，說明按鍵沒有被按下，這時要及時清零一些標志位
{
ucKeyLock1=0; //按鍵自鎖標志清零
uiKeyTimeCnt1=0;//按鍵去抖動延時計數器清零，此行非常巧妙，是我實戰中摸索出來的。
}
else if（ucKeyLock1==0）//有按鍵按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt1++; //累加定時中斷次數
if（uiKeyTimeCnt1>const_key_time1）
{
uiKeyTimeCnt1=0;
ucKeyLock1=1; //自鎖按鍵置位，避免一直觸發
ucKeySec=1; //觸發1號鍵
}
}
if（key_sr2==1）//IO是高電平，說明按鍵沒有被按下，這時要及時清零一些標志位
{
ucKeyLock2=0; //按鍵自鎖標志清零
uiKeyTimeCnt2=0;//按鍵去抖動延時計數器清零，此行非常巧妙，是我實戰中摸索出來的。
}
else if（ucKeyLock2==0）//有按鍵按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt2++; //累加定時中斷次數
if（uiKeyTimeCnt2>const_key_time2）
{
uiKeyTimeCnt2=0;
ucKeyLock2=1; //自鎖按鍵置位，避免一直觸發
ucKeySec=2; //觸發2號鍵
}
}
}
void key_service（） //按鍵服務的應用程序
{
switch（ucKeySec） //按鍵服務狀態切換
{
case 1:// 啟動和暫停按鍵 對應朱兆祺學習板的S1鍵
//由于本程序只有一個窗口，讀者在做實際項目的時候，可以省略switch（ucWd）
switch（ucWd） //在不同的窗口下，設置不同的參數
{
case 1：
if（ucStartFlag==0） //如果原來處于暫停的狀態，則啟動
{
ucStartFlag=1; //啟動
}
else //如果原來處于啟動的狀態，則暫停
{
ucStartFlag=0; //暫停
}
break;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按鍵聲音觸發，滴一聲就停。
ucKeySec=0; //響應按鍵服務處理程序后，按鍵編號清零，避免一致觸發
break;
case 2:// 復位按鍵 對應朱兆祺學習板的S5鍵
//由于本程序只有一個窗口，讀者在做實際項目的時候，可以省略switch（ucWd）
switch（ucWd） //在不同的窗口下，設置不同的參數
{
case 1：
ucStartFlag=0; //暫停
ucCountDown=99; //恢復倒計時的默認值99
uiTimeCnt=0; //倒計時的時間計時器清零
ucWd1Update=1; //窗口1更新顯示標志 只要ucCountDown變化了，就要更新顯示一次
break;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按鍵聲音觸發，滴一聲就停。
ucKeySec=0; //響應按鍵服務處理程序后，按鍵編號清零，避免一致觸發
break;
}
}
void display_drive（）
{
//以下程序，如果加一些數組和移位的元素，還可以壓縮容量。但是鴻哥追求的不是容量，而是清晰的講解思路
switch（ucDisplayDriveStep）
{
case 1： //顯示第1位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow1］;
if（ucDigDot1==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xfe）;
break;
case 2： //顯示第2位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow2］;
if（ucDigDot2==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xfd）;
break;
case 3： //顯示第3位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow3］;
if（ucDigDot3==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xfb）;
break;
case 4： //顯示第4位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow4］;
if（ucDigDot4==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xf7）;
break;
case 5： //顯示第5位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow5］;
if（ucDigDot5==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xef）;
break;
case 6： //顯示第6位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow6］;
if（ucDigDot6==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xdf）;
break;
case 7： //顯示第7位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow7］;
if（ucDigDot7==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0xbf）;
break;
case 8： //顯示第8位
ucDigShowTemp=dig_table［ucDigShow8］;
if（ucDigDot8==1）
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //顯示小數點
}
dig_hc595_drive（ucDigShowTemp，0x7f）;
break;
}
ucDisplayDriveStep++;
if（ucDisplayDriveStep>8） //掃描完8個數碼管后，重新從第一個開始掃描
{
ucDisplayDriveStep=1;
}
}
//數碼管的74HC595驅動函數
void dig_hc595_drive（unsigned char ucDigStatusTemp16_09，unsigned char ucDigStatusTemp08_01）
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
dig_hc595_sh_dr=0;
dig_hc595_st_dr=0;
ucTempData=ucDigStatusTemp16_09; //先送高8位
for（i=0;i<8;i++）
{
if（ucTempData>=0x80）dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short（1）;
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short（1）;
ucTempData=ucTempData<<1;
}
ucTempData=ucDigStatusTemp08_01; //再先送低8位
for（i=0;i<8;i++）
{
if（ucTempData>=0x80）dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;
dig_hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short（1）;
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short（1）;
ucTempData=ucTempData<<1;
}
dig_hc595_st_dr=0; //ST引腳把兩個寄存器的數據更新輸出到74HC595的輸出引腳上并且鎖存起來
delay_short（1）;
dig_hc595_st_dr=1;
delay_short（1）;
dig_hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干擾就增強
dig_hc595_st_dr=0;
dig_hc595_ds_dr=0;
}
//LED燈的74HC595驅動函數
void hc595_drive（unsigned char ucLedStatusTemp16_09，unsigned char ucLedStatusTemp08_01）
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
hc595_sh_dr=0;
hc595_st_dr=0;
ucTempData=ucLedStatusTemp16_09; //先送高8位
for（i=0;i<8;i++）
{
if（ucTempData>=0x80）hc595_ds_dr=1;
else hc595_ds_dr=0;
hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short（1）;
hc595_sh_dr=1;
delay_short（1）;
ucTempData=ucTempData<<1;
}
ucTempData=ucLedStatusTemp08_01; //再先送低8位
for（i=0;i<8;i++）
{
if（ucTempData>=0x80）hc595_ds_dr=1;
else hc595_ds_dr=0;
hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short（1）;
hc595_sh_dr=1;
delay_short（1）;
ucTempData=ucTempData<<1;
}
hc595_st_dr=0; //ST引腳把兩個寄存器的數據更新輸出到74HC595的輸出引腳上并且鎖存起來
delay_short（1）;
hc595_st_dr=1;
delay_short（1）;
hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干擾就增強
hc595_st_dr=0;
hc595_ds_dr=0;
}
void T0_time（） interrupt 1
{
TF0=0; //清除中斷標志
TR0=0; //關中斷
key_scan（）; //按鍵掃描函數
if（ucStartFlag==1） //啟動倒計時的計時器
{
uiTimeCnt++;
if（uiTimeCnt>=const_1s） //1秒鐘的時間到
{
if（ucCountDown！=0） //加這個判斷，就是避免在0的情況下減1
{
ucCountDown--; //倒計時當前顯示值減1
}
if（ucCountDown==0） //倒計時結束
{
ucStartFlag=0; //暫停
uiVoiceCnt=const_voice_long; //蜂鳴器觸發提醒，滴一聲就停。
}
ucWd1Update=1; //窗口1更新顯示標志
uiTimeCnt=0; //計時器清零，準備從新開始計時
}
}
if（uiVoiceCnt！=0）
{
uiVoiceCnt--; //每次進入定時中斷都自減1，直到等于零為止。才停止鳴叫
beep_dr=0; //蜂鳴器是PNP三極管控制，低電平就開始鳴叫。
// beep_dr=1; //蜂鳴器是PNP三極管控制，低電平就開始鳴叫。
}
else
{
; //此處多加一個空指令，想維持跟if括號語句的數量對稱，都是兩條指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鳴器是PNP三極管控制，高電平就停止鳴叫。
// beep_dr=0; //蜂鳴器是PNP三極管控制，高電平就停止鳴叫。
}
display_drive（）; //數碼管字模的驅動函數
TH0=0xfe; //重裝初始值（65535-500）=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //開中斷
}
void delay_short（unsigned int uiDelayShort）
{
unsigned int i;
for（i=0;i {
; //一個分號相當于執行一條空語句
}
}
void delay_long（unsigned int uiDelayLong）
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for（i=0;i {
for（j=0;j<500;j++） //內嵌循環的空指令數量
{
; //一個分號相當于執行一條空語句
}
}
}
void initial_myself（） //第一區 初始化單片機
{
/* 注釋三：
* 矩陣鍵盤也可以做獨立按鍵，前提是把某一根公共輸出線輸出低電平，
* 模擬獨立按鍵的觸發地，本程序中，把key_gnd_dr輸出低電平。
* 朱兆祺51學習板的S1就是本程序中用到的一個獨立按鍵。
*/
key_gnd_dr=0; //模擬獨立按鍵的地GND，因此必須一直輸出低電平
led_dr=0; //關閉獨立LED燈
beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時不叫。
hc595_drive（0x00，0x00）; //關閉所有經過另外兩個74HC595驅動的LED燈
TMOD=0x01; //設置定時器0為工作方式1
TH0=0xfe; //重裝初始值（65535-500）=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
}
void initial_peripheral（） //第二區 初始化外圍
{
ucDigDot8=0; //小數點全部不顯示
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=0;
ucDigDot4=0;
ucDigDot3=0;
ucDigDot2=0;
ucDigDot1=0;
EA=1; //開總中斷
ET0=1; //允許定時中斷
TR0=1; //啟動定時中斷
}