２０１９．９．１０
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［新連載］ＣＰＬＤ入門！
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いつか使うことになるだろうと思ってはいたのですが。
何を今頃になって、というようなものですが。
ようやく本気で、ＣＰＬＤと四つに取り組みます。
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［第１１０回］


●ストップウォッチプログラム

ストップウォッチプログラムはデジタル時計プログラムの応用です。
応用というより流用というほうが適切かもしれません。
デジタル時計プログラムの時刻設定部分を削除して、代わりにスタート／ストップと全部の桁のクリア機能を追加しました。
７セグメントＬＥＤへの時分、分秒、秒１／１００秒表示の切換え機能はデジタル時計プログラムと同じです。

ゼロクリアしてスタートしたあと、適当なところでストップしました。

ゼロクリアはスイッチＡ（Ｓ１）を押します。
スタート／ストップはスイッチＣ（Ｓ３）を押します。
ゼロクリアするとストップ（スタンバイ）状態で、スタートスイッチ（スイッチＣ、Ｓ３）が押されるのを待ちます。
スタートスイッチが押されると、現在のカウンタの状態からカウントを開始します。
もう一度スタートスイッチ（スイッチＣ、Ｓ３）を押すとそこでカウントを停止して、次にゼロクリアスイッチ（スイッチＡ、Ｓ１）が押されるかもう一度スタートスイッチ（スイッチＣ、Ｓ３）が押されるまでそのままスタンバイします。
上の写真ではＳＰ１の右端のビットにジャンパピンをセットしています。
このとき７セグメントＬＥＤには秒２桁と１／１００秒２桁が表示されます。

もう一度スタートスイッチ（スイッチＣ、Ｓ３）を押して、カウントが再開されました。


ゼロクリアスイッチ（スイッチＡ、Ｓ１）を押して、全桁をクリアしました。


下はストップウオッチプログラムのソースプログラムリストです。

--cpld training 19/5/25 5/26 5/27 5/28 5/29
--5/31 8/21 8/22 9/7 9/8 9/9
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
library ARITHMETIC;
use ARITHMETIC.std_logic_arith.all;

entity trngspwatch1a is
PORT (
--              T27:out std_logic;
--              T29:out std_logic;
                SEGOUT:out std_logic_vector(7 downto 0);
                LEDOUT:out std_logic_vector(3 downto 0);
                CK1:in std_logic;
--              CK2:in std_logic;
--              CK3:in std_logic;
                SWA:in std_logic;
--              SWB:in std_logic;
                SWC:in std_logic;
--              ADRSIN:in std_logic_vector(7 downto 0);
--              DINOUT:inout std_logic_vector(7 downto 0);
                PA:out std_logic_vector(7 downto 0);
                PB:out std_logic_vector(7 downto 0);
                PCL:in std_logic_vector(3 downto 0);
                PCH:in std_logic_vector(3 downto 0)
                );
--              IOR:in std_logic;
--              IOW:in std_logic);
end trngspwatch1a;

architecture rtl of trngspwatch1a is
        signal cntr1:std_logic_vector(11 downto 0);--1khz 4096=2**12
        signal tm1:std_logic_vector(3 downto 0);--1/1000 sec
        signal cntrss0:std_logic_vector(3 downto 0);--1/100 sec
        signal cntrss1:std_logic_vector(3 downto 0);--1/10 sec
        signal leddatabf0:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal leddatabf1:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal leddatabf2:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal leddatabf3:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal leddatawk:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal segdata:std_logic_vector(7 downto 0);
        signal ledoutbf:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal ledcntr:std_logic_vector(2 downto 0);
        signal ledadrs:std_logic_vector(2 downto 0);
        signal cntrs0:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal cntrs1:std_logic_vector(2 downto 0);
        signal cntrm0:std_logic_vector(3 downto 0);
        signal cntrm1:std_logic_vector(2 downto 0);
        signal cntrh:std_logic_vector(5 downto 0);
        --signal cntrh1:std_logic_vector(1 downto 0);
        signal tm0:std_logic;
        signal cntrm0ck:std_logic;
        signal cntrm1ck:std_logic;
        signal cntrhck:std_logic;
        signal stopgo:std_logic;
--
begin
PA<=cntrss1 & cntrss0;
PB<='0' & cntrs1 & cntrs0;
-- 7seg drive clock 1KHz from 4096KHz
process(CK1)
begin
        if CK1'event and CK1='1' then
                cntr1<=cntr1+"000000000001";
        end if;
end process;
-- led drive,LEDOUT
process(cntr1)
begin
        if cntr1(11)'event and cntr1(11)='0' then
                ledcntr<=ledcntr+"001";
                ledoutbf<=ledoutbf(2 downto 0) & '0';
        end if;
        if ledcntr(2)='1' then
                ledcntr<="000";
                ledoutbf<="0001";
        end if;
end process;
--
                LEDOUT<=ledoutbf;
                SEGOUT<=segdata;

-- led data out
process(ledcntr)
begin
        if ledcntr(1 downto 0)="00" then
                leddatawk<=leddatabf0;
        elsif ledcntr(1 downto 0)="01" then
                leddatawk<=leddatabf1;
        elsif ledcntr(1 downto 0)="10" then
                leddatawk<=leddatabf2;
        elsif ledcntr(1 downto 0)="11" then
                leddatawk<=leddatabf3;
        end if;
end process;
--segment change
process(leddatawk)
begin
        if leddatawk="0000" then
                segdata<="01011100";
        elsif leddatawk="0001" then
                segdata<="00000110";
        elsif leddatawk="0010" then
                segdata<="01011011";
        elsif leddatawk="0011" then
                segdata<="01001111";
        elsif leddatawk="0100" then
                segdata<="01100110";
        elsif leddatawk="0101" then
                segdata<="01101101";
        elsif leddatawk="0110" then
                segdata<="01111101";
        elsif leddatawk="0111" then
                segdata<="00000111";
        elsif leddatawk="1000" then
                segdata<="01111111";
        elsif leddatawk="1001" then
                segdata<="01101111";
        end if;
end process;
--stop and go
process(SWC)
begin
        if SWC'event and SWC='0' then
                stopgo<=stopgo+'1';
        end if;
        if SWA='0' then
                stopgo<='0';
        end if;
end process;
--
-- ******* watch ******
--
                tm0<=cntr1(11);
--1/1000
process(tm0)
begin
        if tm0'event and tm0='0' then
                tm1<=tm1+"0001";
        end if;
        if tm1="1010" then
                tm1<="0000";
        end if;
end process;
-- 1/100sec
process(tm1(3),SWA)
begin
        if tm1(3)'event and tm1(3)='0' and stopgo='1' then
                cntrss0<=cntrss0+"0001";
        end if;
        if cntrss0="1010" or SWA='0' then
                cntrss0<="0000";
        end if;
end process;
--
--1/10sec
process(cntrss0(3),SWA)
begin
        if cntrss0(3)'event and cntrss0(3)='0' then
                cntrss1<=cntrss1+"001";
        end if;
        if cntrss1="1010" or SWA='0' then
                cntrss1<="0000";
                end if;
end process;
--secondL
process(cntrss1(3),SWA)
begin
        if cntrss1(3)'event and cntrss1(3)='0' then
                cntrs0<=cntrs0+"0001";
        end if;
        if cntrs0="1010" or SWA='0' then
                cntrs0<="0000";
        end if;
end process;
--secoudH
process(cntrs0(3),SWA)
begin
        if cntrs0(3)'event and cntrs0(3)='0' then
                cntrs1<=cntrs1+"001";
        end if;
        if cntrs1="110" or SWA='0' then
                cntrs1<="000";
                end if;
end process;

                cntrm0ck<=cntrs1(2);

process(cntrm0ck,SWA)
begin
        if cntrm0ck'event and cntrm0ck='0' then
                cntrm0<=cntrm0+"0001";
        end if;
        if cntrm0="1010" or SWA='0' then
                cntrm0<="0000";
        end if;
end process;
--minuteH

                cntrm1ck<=cntrm0(3);

--
process(cntrm1ck,SWA)
begin
        if cntrm1ck'event and cntrm1ck='0' then
                cntrm1<=cntrm1+"001";
        end if;
        if cntrm1="110" or SWA='0' then
                cntrm1<="000";
        end if;
end process;
--hour

                cntrhck<=cntrm1(2);

--
process(cntrhck,SWA)
begin
        if cntrhck'event and cntrhck='0' then
                cntrh<=cntrh+"000001";
        end if;
        if cntrh(3 downto 0)="1010" then
                cntrh(3 downto 0)<="0000";
                cntrh(5 downto 4)<=cntrh(5 downto 4)+"01";
        elsif cntrh="100100" or SWA='0' then
                cntrh<="000000";
        end if;
end process;
--7seg disp select
--HHMM or MMSS
process(PCL,cntrss0,cntrss1,cntrs0,cntrs1,cntrm0,cntrm1)
begin
        if PCL(0)='0' then
                leddatabf3<=cntrss0;
                leddatabf2<=cntrss1;
                leddatabf1<=cntrs0;
                leddatabf0<='0' & cntrs1;
        elsif PCL(1)='0' then
                leddatabf3<=cntrs0;
                leddatabf2<='0' & cntrs1;
                leddatabf1<=cntrm0;
                leddatabf0<='0' & cntrm1;
        else
                leddatabf3<=cntrm0;
                leddatabf2<='0' & cntrm1;
                leddatabf1<=cntrh(3 downto 0);
                leddatabf0<="00" & cntrh(5 downto 4);
        end if;
end process;
--
end rtl;


-- ******* watch ******以下の各桁のクリア部分にＳＷＡ＝’０’を書き加えました。
デジタル時計プログラムで時刻設定のために、ＳＷＡ〜ＳＷＣの入力によってクロックのソースを切り換えていたところと、下の桁を設定するためのカウントアップの繰り上がりが上の桁に影響しないようにしている部分を外しました。
プログラムはそれだけ簡単になっています。
スイッチＣによってスタート／ストップするところは以下の部分です。

--stop and go
process(SWC)
begin
        if SWC'event and SWC='0' then
                stopgo<=stopgo+'1';
        end if;
        if SWA='0' then
                stopgo<='0';
        end if;
end process;
--


ここでスイッチＣを押すたびにｓｔｏｐｇｏ変数に’１’と’０’を交互に入れ替えています。
ｓｔｏｐｇｏ＝’１’のときに１／１００秒のところでカウンタがカウントを開始します。

下は上のプログラムのソースファイルです。

trngspwatch1a.txt

［第９１回］の通りに作業してください。
今回新規作成するフォルダはtrngspｗatch1aです。
作業が済んだら［第９２回］以後のところを参考にしてコンパイル等の作業を行なってください。

●既知の問題

１）前回のデジタル時計プログラムで電源ＯＮのときに分の表示がゾロ目（３３とか５５とか）になることがあります。
このときに時刻設定のためにスイッチＢを押すと、本来は分の上位桁（十分の桁）のみがアップされるはずなのですが、下位の一の桁も同時に動いてしまいます。
一度スイッチＣを押すとこの現象は止まります。
以後は正常に動くようになります。
電源ＯＮのときに不安定な状態で起動してしまうのではないかと思っていますが、原因はよくわかりません。

２）何も書き込まれていないＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４にＰｒｏｇｒａｍｍｅｒで初めて書き込みを行なったときなどに発生することが多いようですが、１００％書き込みが完了した直後に書き込みエラーの表示が出ることがあります。
しかし見たところ書き込みを行なったＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４は正常にプログラム動作をしているようです。
念のためＵＳＢ　Ｂｌａｓｔｅｒケーブルを外し、Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒを終了して、ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４の電源も切ったあと、再び電源をＯＮにして、ＵＳＢ　Ｂｌａｓｔｅｒケーブルを接続してＰｒｏｇｒａｍｍｅｒを起動して再度書き込みを行なうと、今度は正常に書き込みが完了します（１００％ｓｕｃｃｅｓｓ）。

☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

当連載を開始してからもう半年以上経ってしまいました。
やっとなんとか一区切りつくところまでたどりつきました。
ＣＰＬＤを使ったボードについては、今までに紹介したボード以外にも色々考えているものがあって、その中には試作の段階まで進んでいるものもあります。
しかしＣＰＬＤ以外にも作りたいものがまだまだ沢山あるので、ずっとＣＰＬＤのみの連載を続けるというわけにはいきません。
この辺でしばらくＣＰＬＤの連載からは離れることにしまして、別の連載に取り掛かりたいと思います。
ＣＰＬＤ関連のボードについては、具体化した段階でその都度この連載の続きとして紹介することにいたします。

ＣＰＬＤ入門！［第１１０回］
２０１９．９．１０ｕｐｌｏａｄ

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