锦夏笔记（三）十进制转 bcd码

        今天是进行矩阵键盘计算器项目的第3天，主要任务是设计十进制数转换成BCD码模块，该模块属于数码管模块，模块名称为smg_bcd。
        将十进制数转换成BCD码有多种方法，其中一种方法如下：将十进制数a对10取余（a%10），即可得到个位；将a整除10后再对10取余（（a/10）%10），即可得到十位；以此类推即可得到各位上的数。但由于除法器电路非常庞大，耗费资源且延迟较大，影响整个电路的运行，一般不采用这种方法。
        今天设计的转BCD码用了一种算法，具体如下：
        
        上图举了一个例子，将十进制数255转化成BCD码。首先将十进制数转换成了8位二进制数格式（系统自动就能转换，不需另外进行），自左至右排列以下数据：待转换的数据、BCD码的个位（4位二进制数）、BCD码的十位（4位二进制数）、BCD码的百位（4位二进制数）。然后将上述数据一位一位地向左移动，每移动一位就判断一下BCD码的个位、十位、百位是否大于或者等于5，是则加3后左移，否则继续左移，直至将8位待转换的数据全部左移完成。
        我们所用的开发板上共有6个数码管，最大可显示的十进制数是999999，转换成二进制数是1111_0100_0010_0011_1111（20位）。定义一个20位的变量[19:0]bcd_num_r0来存放待转换的十进制数，再定义6个4位的变量[3:0]bcd_num_r1~ bcd_num_r6来作为上图中BCD码的各个位（个位、十位、百位等），还需定义一个24位的变量来存放最终转换完成的bcd码[23:0]bcd_num_r，然后按照上面例子的算法进行转换，主要代码如下：
case(bcd_state)
                                IDLE: begin /**************各变量在空闲状态要清零，若不清零容易导致第二次进行转码时出现错误**********************/
                                                        bcd_num_r0 <= dec_num;                                                       
                                                        bcd_num_r6 <= 4'd0;
                                                        bcd_num_r5 <= 4'd0;                               
                                                        bcd_num_r4 <= 4'd0;
                                                        bcd_num_r3 <= 4'd0;
                                                        bcd_num_r2 <= 4'd0;
                                                        bcd_num_r1 <= 4'd0;
                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                end
                                LEFT: begin  /****************8将bcd_num_r6~r0中的数据左移*************************/
                                                        bcd_num_r6 <= {bcd_num_r6[2:0],bcd_num_r5[3]};
                                                        bcd_num_r5 <= {bcd_num_r5[2:0],bcd_num_r4[3]};
                                                        bcd_num_r4 <= {bcd_num_r4[2:0],bcd_num_r3[3]};
                                                        bcd_num_r3 <= {bcd_num_r3[2:0],bcd_num_r2[3]};
                                                        bcd_num_r2 <= {bcd_num_r2[2:0],bcd_num_r1[3]};
                                                        bcd_num_r1 <= {bcd_num_r1[2:0],bcd_num_r0[19]};
                                                        bcd_num_r0 <= {bcd_num_r0[18:0],1'b0};
                                                        if(cnt >= 19)
                                                                begin               
                                                                        cnt <= 0;
                                                                        bcd_state <= END;/***************左移（19+1）次后完成移动跳转至END状态**********************/
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_state <= ADD;/****************若未完成移动则跳转至ADD状态**************************/
                                                                        cnt <= cnt + 1'b1;
                                                                end
                                                end
                                ADD:  begin        /************************************判断bcd_num_r1~r6中的数据是否需要加3**********************************/                                               
                                                        if(bcd_num_r6 >= 5)
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r6 <= bcd_num_r6 + 4'd3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r6 <= bcd_num_r6;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        if(bcd_num_r5 >= 5)
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r5 <= bcd_num_r5 + 4'd3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r5 <= bcd_num_r5;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        if(bcd_num_r4 >= 5)
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r4 <= bcd_num_r4 + 4'd3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r4 <= bcd_num_r4;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        if(bcd_num_r3 >= 5)
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r3 <= bcd_num_r3 + 4'd3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r3 <= bcd_num_r3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        if(bcd_num_r2 >= 5)
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r2 <= bcd_num_r2 + 4'd3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r2 <= bcd_num_r2;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        if(bcd_num_r1 >= 5)
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r1 <= bcd_num_r1 + 4'd3;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                                        else
                                                                begin
                                                                        bcd_num_r1 <= bcd_num_r1;
                                                                        bcd_state <= LEFT;
                                                                end
                                           end
                                END:  begin /********************转码成功，输出bcd_num_r********************************8/
                                                        bcd_num_r <= {bcd_num_r6,bcd_num_r5,bcd_num_r4,
                                                                                        bcd_num_r3,bcd_num_r2,bcd_num_r1};
                                                        bcd_state <= IDLE;
                                                end
                                default: bcd_state <= IDLE;
                                endcase
assign bcd_num = bcd_num_r;

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