verilog语言设计-同步清零计数器
verilog语法题
1. 请解释以下Verilog语法的含义:
- wire:表示线网类型,用于表示电路中的信号线。
- module:表示模块类型,用于定义一个独立的电路模块。
- input:表示输入类型,用于表示模块的输入端口。
- output:表示输出类型,用于表示模块的输出端口。
- assign:表示赋值操作,用于给线网或寄存器分配值。
- always:表示时序控制语句,用于描述在特定条件下发生的事件。
- begin...end:表示代码块,用于将多条语句组合在一起。
2. 请编写一个简单的Verilog程序,实现一个4位二进制计数器。
解析:首先定义一个名为counter的模块,包含一个时钟输入clk、一个复位输入rst和一个使能输入en。然后定义一个4位二进制计数器count,初始值为0。当rst为高电平时,count清零;当en为高电平时,每经过一个时钟周期,count加1。最后,将count的值输出到输出端口cout。
```verilog
module counter(
input wire clk,
input wire rst,
input wire en,
output reg [3:0] cout
);
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
cout <= 4'b0000;
end else if (en) begin
cout <= cout + 4'b0001;
end
end
endmodule
```
VHDL实验报告JK触发器、同步计数器
Verilog HDL实验报告
Verilog 实验报告题目:JK触发器、同步计数器系部名称:通信工程
专业名称:通信工程
班级:
班内序号:
学生姓名:
时间:2010.11.28
一、实验内容:
用JK触发器构成同步计数器:
设计一个同步计数器,其逻辑图和JK触发器的逻辑图所示。清零信号clear低电平有效,输入数据在时钟信号clock的上升沿被锁存,触发器在clock的下降沿输出,当count_enable信号为低电平时停止计数。写出同步计数器的verilog描述和激励模块,在激励模块中使用clear和count_enable对计数器进行测试,并显示输出计数Q[3:0]。
二、实验原理图:
JK触发器构成同步计数器
源代码:
//主模块
module synchronous_counter(clear,clock,count_enable,Q);
input clear,clock,count_enable;
output [3:0] Q;
wire qbar1,qbar2,qbar3,qbar0;
wire a,b,c;
assign a = Q[0] & count_enable;
assign b = a & Q[1];
assign c = b & Q[2];
JK_flip_flop myJK(count_enable,count_enable,clock,clear,Q[0],qbar0);
JK_flip_flop myJK1(a,a,clock,clear,Q[1],qbar1);
JK_flip_flop myJK2(b,b,clock,clear,Q[2],qbar2);
Verilog— 同步计数器
西安邮电學院
基于Verilog的HDL设计基础
实验报告
系部名称:通信与信息工程学院
学生姓名:
专业名称:通信工程
班级:
学号:
时间:2010年12月11日
实验题目同步计数器
一、实验内容
对使用JK主从触发器来设计的同步计数器的设计与验证;再对其进行综合生成网表文件;然后进行后仿真。
二、技术规范
输入引脚:j,k,clock,clear;输出引脚:Q,Qbar。
技术规范: 前面是JK主从触发器,后边是基本触发器,JK主从触发器在clear和clock控制下变化,而输出Q跟随主触发器的变化而变化。
三、实验步骤
1、在modulesim软件中进行JK主从触发器来设计的同步计数器的设计与
验证,直到运行结果全部正确;
2、在Quartus软件中对刚刚完成的计数器进行综合,生成网表文件;
3、在modulesim软件中对计数器进行进行后仿真。
四、源代码
1:设计模块:
module counter(j,k,clock,clear,q,qbar);
output [3:0] q,qbar;
input clock,clear;
input j,k;
wire a,b,y,ybar,c,cbar,d;
assign cbar = ~clock;
assign a = ~(j & clear & clock & qbar),
b = ~(k & clock & q),
y = ~(a & ybar),
ybar = ~(clear & b & y),
c = ~(y & cbar),
c = ~(ybar & cbar);
assign q = ~(c & qbar),
verilog综合设计实验:计数器及译码器的总体设计源代码
综合实验二:计数器及译码器的总体设计
1. 实验说明:
● 本次试验采用层次化设计。
● 设计的计数器模块的计数范围为0~7,具有异步清零,增或减的同步二进制计数功能。
● 3-8线译码器模块不带使能端,其他逻辑功能同前面设计的3-8线译码器。
● 采用modelsim 6.5软件进行测试。
2. 实验层次图:
3. 实验代码:
(1) 计数器模块
● 源代码:inp_countert.V
module inp_2_counter(CP,CR,Q,Mod);
inputCP,CR,Mod; //Mod=1,up counter;
Mod=0,down counter
output [2:0] Q;
reg [2:0] Q; Y 7 Y 1 Y 0
……
always @ (posedge CP or negedge CR)
if(~CR)Q<=3'b000;//CR=0,asynchronousclear else if (Mod==1) Q<=Q+1'b1;
else Q<=Q-1'b1;
endmodule
●测试代码:test_inp_counter.V
module test_inp_2_counter;
regCP,CR,Mod;
wire [2:0] Q;
inp_2_counter u0(CP,CR,Q,Mod);
initial
begin
CP=0;CR=0;Mod=1;
#20 CR=1;Mod=1;
#60 CR=0;Mod=1;
#20 CR=1;Mod=1;
#40 CR=1;Mod=0;
#20 CR=0;Mod=1;
verilog计数器设计原理
Verilog计数器设计原理
1. 介绍
计数器是一种常见的数字电路,用于计算和记录事件的数量。在数字系统中,计数器通常用于生成时钟信号、控制状态机、实现频率分频等应用。Verilog是一种硬件描述语言,可以用于设计和仿真数字电路。本文将详细介绍与Verilog计数器设计相关的基本原理。
2. 计数器的基本概念
计数器是一种能够在输入脉冲信号的作用下进行累加或递减操作的数字电路。它通常由触发器和逻辑门组成,触发器用于存储和传递数据,逻辑门用于控制触发器的工作状态。
2.1 同步计数器
同步计数器是通过时钟信号来同步各个触发器的状态转换,以实现数据的累加或递减操作。它包含一个时钟输入端(CLK)和一个复位输入端(RST)。
2.1.1 同步正向计数器
同步正向计数器是最简单的同步计数器之一,它能够在每个上升沿时钟信号到达时进行累加操作。
2.1.1.1 原理
同步正向计数器由多个触发器和逻辑门组成,其中每个触发器都有一个时钟输入端和一个复位输入端。当时钟信号的上升沿到达时,触发器的状态将根据输入信号进行更新。具体的原理如下:
1.初始化:将计数器的初始值设置为0。
2.时钟边沿检测:当时钟信号的上升沿到达时,进入下一步操作。
3.累加操作:根据触发器的当前状态进行累加操作。如果触发器为0,则变为
1;如果触发器为1,则变为0。
4.检测溢出:如果最高位触发器由1变为0,则表示计数溢出,需要将其他低
位触发器进行进位操作。
2.1.1.2 Verilog代码示例
以下是一个4位同步正向计数器的Verilog代码示例:
module synchronous_counter(
王金明verilog源码
王金明:《Verilog HDL程序设计教程》
- 1 -
【例3.1】4 位全加器
module adder4(cout,sum,ina,inb,cin);
output[3:0] sum;
output cout;
input[3:0] ina,inb;
input cin;
assign {cout,sum}=ina+inb+cin;
endmodule
【例3.2】4 位计数器
module count4(out,reset,clk);
output[3:0] out;
input reset,clk;
reg[3:0] out;
always @(posedge clk)
begin
if (reset) out<=0; //同步复位
else out<=out+1; //计数
end
endmodule
【例3.3】4 位全加器的仿真程序
`timescale 1ns/1ns
`include "adder4.v"
module adder_tp; //测试模块的名字reg[3:0] a,b; //测试输入信号定义为reg型reg cin;
wire[3:0] sum; //测试输出信号定义为wire型wire cout;
integer i,j;
adder4 adder(sum,cout,a,b,cin); //调用测试对象
always #5 cin=~cin; //设定cin的取值
initial
begin
a=0;b=0;cin=0;
for(i=1;i<16;i=i+1)
#10 a=i; //设定a的取值
end 程序文本
iverilog例子
以下是一个简单的Verilog代码示例,用于实现一个2位二进制计数器:module counter (
input clk,
input reset,
output reg [1:0] count
);
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
count <= 2'b00;
end else begin
count <= count + 2'b01;
end
end
endmodule
这个模块包含一个名为counter的实例,它具有三个端口:clk、reset和count。clk是时钟信号,reset是复位信号,count是2位二进制输出信号。
在模块内部,使用一个always块来定义一个始终执行的逻辑。该块使用时钟信号clk和复位信号reset作为触发条件。在每个时钟上升沿或复位信号上升沿时,执行该块中的逻辑。
在复位条件下,将计数器count的值清零。在时钟上升沿时,将计数器count的值加1。这样,每当时钟信号clk的上升沿到来时,计数器就会递增。
注意,由于Verilog是一种硬件描述语言,因此需要使用仿真工具来测试和验证代码的正确性。在实际应用中,还需要根据具体的需求和硬件平台进行修改和优化。
第七章 时序逻辑电路的Verilog HDL实现
else begin next_state = S1; op =1; end
end
0/0
1/1
S0
1/1
S1
1/1
S3
0/1
0/0
0/0 S2
1/0
S1: begin
if (din==1) begin next_state = S1; op =1; end
else begin next_state = S2; op =0; end
end
0/0
1/1
S0
1/1
S1
1/1
S3
0/1
0/0
0/0 S2
1/0
S2: begin
if (din==1) begin next_state = S2; op =0; end
else begin next_state = S3; op =1; end
//第一个always进程 always@( posedge clk) begin current_state <= next_state; end
//第二个always进程 always@(current_state or din) begin case( current_state )
S0: begin
同步可逆十进制计数器verilog代码
同步可逆十进制计数器Verilog代码
1. 引言
同步可逆十进制计数器是一种常见的数字电路设计,用于在数字系统中实现计数功能。本文将详细介绍同步可逆十进制计数器的设计和实现,包括Verilog代码的编写和功能的实现。
2. 设计原理
同步可逆十进制计数器是一种基于时钟信号的计数器,通过时钟信号的边沿触发来实现计数功能。每当时钟信号的边沿到达时,计数器将自动加一,并将结果输出。当计数器达到最大值时,会自动回到初始值重新计数。
3. Verilog代码实现
以下是一个基本的同步可逆十进制计数器的Verilog代码示例:
module synchronous_counter(
input wire clk, // 时钟信号
output wire [3:0] count // 计数输出
);
reg [3:0] count_reg; // 计数寄存器
always @(posedge clk) begin
if (count_reg == 9) begin
count_reg <= 0;
end else begin
count_reg <= count_reg + 1;
end
end
assign count = count_reg;
endmodule
4. Verilog代码解析
4.1 模块定义
首先,我们定义了一个模块synchronous_counter,该模块具有一个输入信号clk 和一个输出信号count。
4.2 寄存器定义
我们使用reg关键字定义了一个 4 位的寄存器count_reg,用于保存当前的计数值。
模为60的BCD码加法计数器设计
模为60的BCD码加法计数器设计
模为60的BCD码加法计数器设计
⼀、实验原理
计数器是⼤规模集成电路中运⽤最⼴泛的结构之⼀。在模拟及数字集成电路设计当中,灵活地选择与使⽤计数器可以实现很多复杂的功能,可以⼤量减少电路设计的复杂度和⼯作量。通过FPGA课程的学习,我运⽤Verilog HDL语⾔设计出了⼀种模为60的BCD码加法计数器,该计数器可以根据控制信号分别实现同步清零和同步置数,从给定的预置数开始计数,并给出详细的Verilog HDL 源代码。最后,通过Quartus II对其进⾏仿真验证。
模为60的BCD码加法计数器有五个输⼊端和两个输出端。当时钟信号的上升沿到来时,计数器⾃动加⼀,并通过同步清零端和同步置数端分别实现同步清零和同步置数。
端⼝介绍:
clk:时钟信号,当上升沿到来时,计数器⾃动加⼀。
reset:同步清零端,⾼电平到来时,计数器⾃动清零。
load:同步置数端,⾼电平到来时,计数器从给定的预置数开始计数。
data:预置数
cin:使能端,⾼电平到来时,计数器开始⼯作;低电平时,计数器不⼯作。qout:输出端
cout:进位输出,当计数器计到59时,产⽣进位输出信号。
⼆、Verilog HDL源程序
module count60(qout,cout,data,load,cin,reset,clk);
output[7:0] qout;
output cout;
input[7:0] data;
input load,cin,clk,reset;
reg[7:0] qout;
always @(posedge clk) //上升沿时刻计数
verilog计数器代码
verilog计数器代码
Verilog语言可以用于编写数字逻辑电路的描述,包括计数器。下面是一个简单的4位同步计数器的Verilog代码示例:
verilog.
module counter(。
input wire clk, // 时钟输入。
input wire rst, // 复位输入。
output reg [3:0] count // 4位计数器输出。
);
always @(posedge clk or posedge rst) begin.
if (rst) begin.
count <= 4'b0000; // 复位时计数器清零。
end else begin.
count <= count + 1; // 每个时钟周期计数器加1。 end.
end.
endmodule.
在这个例子中,我们定义了一个名为`counter`的模块,它有一
个时钟输入`clk`和一个复位输入`rst`,以及一个4位的计数器输
出`count`。在`always`块中,我们使用了时钟的上升沿来触发计数
器的增加操作,并且在复位信号为高电平时将计数器清零。
这只是一个简单的示例,实际的计数器可能会更复杂,具体取
决于所需的功能和性能要求。希望这个示例能够帮助你开始编写Verilog计数器的代码。
verilog414进制计数器
verilog414进制计数器
1.题⽬:
利⽤Verilog HDL设计⼀个以⾃⼰学号后三位(414)为模的计数器。
2.功能描述:
为使所得的计数器具有实⽤性,所设计的计数器含有同步清零的功能,其优先级最⾼。计数可实现从0到413,即模为414的计数功能。
3.Verilog源程序:
module count414 (out,clk,reset);
output[8:0] out;
input reset,clk;
reg[8:0] out;
always@(posedge clk)
begin
if(reset) out<=0;
else if(out==413) out<=0;
else out<=out+1;
end
endmodule
4.编辑vector waveform file
说明:(1)将波形的properties中radix改为⽆符号整数,为unsigned decimal。实现输出结果⽤⼗进制表⽰。
(2)实验结果共选取了两段:
i.第⼀段为将reset置为⾼电平,此时清零有效,⽆论时钟输⼊⾼电平还是低电平,输出结果恒为零。
ii.正常计数段,即将reset置为低电平,电路正常计数。当时钟的下降沿来到时,计数器加⼀。如图可以看出,相对与时钟,输出结果有⼀定的时间延
迟。
Iii.记满归零阶段,当计数达到413时,计数器归零后重新开始计数。(reset 为低电平)
5.⽤RTL Viewer和map查看逻辑图:
6.⼼得感悟
通过本次课设,我学会了使⽤verilog语⾔处理简单的数字电⼦问题。鉴于本次试验的题⽬简单,所以只需要看树上的内容以及ppt所讲的关于软件的使⽤即可。通过本次试验,我更加了解了verilog语⾔设计算法,进⽽对数字电⼦这门学科的知识也有了
带异步(同步)预置位和清零的锁存器(触发器)
如果推导成锁存器的变量在条件语句的某些分支中被赋给常量,被赋1的那些位是通过锁存器的预置位端得到赋值,而被赋0的那些位是通过清零端得到赋值。如下例所示:
module test1(
iclr,
iset,
iclk,
oq );
input iclr;
input iset;
input iclk;
output[3:0] oq;
reg[3:0] oq;
always @(iclr or iset or iclk)
begin
if(iclr)
oq = 4'b0000;
else if(iset)
oq = 4'b0101;
else if(iclk)
oq = oq + 1'b1;
end
endmodule
综合生成的硬件电路如下:
该电路占用了9个LE。
module test1(
iclr,
iset,
iclk,
oq );
input iclr;
input iset;
input iclk;
output[3:0] oq;
reg[3:0] oq;
always @(posedge iclk)
begin
if(iclr)
oq <= 4'b0000;
else if(iset)
oq <= 4'b0101;
else
oq <= oq + 1'b1;
end
endmodule
综合生成的硬件电路如下:
综合工具将预置位和清零逻辑引到了触发器的D输入端。该电路占用了6个LE。
module test1(
iclr,
iset,
iclk,
oq );
input iclr;
input iset;
input iclk;
output[3:0] oq;
reg[3:0] oq;
verilog中的同步复位与异步复位
verilog中的同步复位与异步复位
同步复位:顾名思义,同步复位就是指复位信号只有在时钟上升沿到来时,才能有效。否则,⽆法完成对系统的复位⼯作。
⽤erilog HDL描述如下:
always @ (posedge clk) begin
if (!Rst_n)
…
end
异步复位:它是指⽆论时钟沿是否到来,只要复位信号有效,就对系统进⾏复位。
⽤Verilog HDL描述如下:
always @ (posedge clk,negedge Rst_n) begin
if (!Rst_n)
…
end
同步复位的优点:
1.有利于仿真器的仿真。
2.可以使所设计的系统成为100%的同步时序电路,这便⼤⼤有利于时序分析,⽽且综合出来的fmax⼀般较⾼。
3.因为他只有在时钟有效电平到来时才有效,所以可以滤除⾼于时钟频率的⽑刺。
同步复位的缺点:
1.复位信号的有效时长必须⼤于时钟周期,才能真正被系统识别并完成复位任务。同时还要考虑,诸如:clk skew,组合逻辑路径延时,复位延时等因素。
2.由于⼤多数的逻辑器件的⽬标库内的DFF都只有异步复位端⼝,所以,倘若采⽤同步复位的话,综合器就会在寄存器的数据输⼊端⼝插⼊组合逻辑,这样就会耗费较多的逻辑资源。
异步复位的有点:
1.⼤多数⽬标器件库的dff都有异步复位端⼝,因此采⽤异步复位可以节省资源。
2.设计相对简单。
3.异步复位信号识别⽅便,⽽且可以很⽅便的使⽤FPGA的全局复位端⼝GSR。
异步复位的缺点:
1.在复位信号释放(release)的时候容易出现问题。具体就是说:倘若复位释放时恰恰在时钟有效沿附近,就很容易使寄存器输出出现亚稳态,从⽽导致亚稳态。
带同步清零和使能的d触发器代码
带同步清零和使能的D触发器是数电领域中常见的逻辑电路元件,它具有清零和使能功能,能够实现对输入信号的有效控制和处理。下面我们将介绍带同步清零和使能的D触发器的代码实现。
1. 我们需要定义D触发器的输入端和输出端。输入端包括D输入、时钟输入、清零输入和使能输入,输出端则是Q输出。
2. 我们使用Verilog语言编写带同步清零和使能的D触发器代码。下面是代码示例:
```verilog
module d_ff_sync_reset_enable (
input wire D,
input wire clk,
input wire reset,
input wire enable,
output reg Q
);
always (posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
Q <= 1'b0;
end else if (enable) begin
Q <= D;
end
end
endmodule
```
以上代码中,使用了always块来描述时序逻辑,当时钟信号clk的上升沿到来或者清零信号reset的上升沿到来时,根据当前的使能信号和清零信号来更新输出信号Q的取值。当清零信号reset为高电平时,输出信号Q被清零为低电平;当使能信号enable为高电平时,输出信号Q被更新为D输入信号的取值。
3. 在代码中,我们使用了reg型的输出端Q来存储D触发器的输出信号,以实现时序逻辑的功能。利用always块中的条件语句来对清零和使能信号进行判断,从而实现对输出信号Q的有效控制。
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数字电子技术基础可编程逻辑器件大作业106进制同步清零计数器
班级:0906101
学号:1090610106
姓名:康代涛
1.同步清零计数器
1.1设计目的与要求
利用Verilog HDL设计一个以自己学号后三位为模的计数器。
设计要求:1.编写源程序2.给出仿真电路图和仿真波形图。
1.2 Verilog HDL源代码
module counter_106(clk,reset,out);
input clk;
input reset;
output[6:0] out;
reg[6:0] out;
always@(posedge clk)
begin
if(reset==1) out<=0;
else if(out==105) out<=0;
else out<=out+1;
end
endmodule
1.3仿真原理图
同步清零计数器的仿真电路如下图所示:
1.4 仿真波形图
同步清零计数器仿真波形如下图所示:
2设计总结
本次设计需要利用Verilog HDL设计一个以自己学号后三位为模的计数器,而且要编写源程序并给出仿真电路图和仿真波形图。
通过本次设计,使自己初步了解了如何利用Quartus II 9.1 设计可编程逻辑器件,巩固了用Verilog HDL 语言编写硬件描述电路,以这样一种方式使自己复习并进一步熟悉了Verilog语言,对自己在数字电子技术方面的学习有很大作用。
参考文献:
[1]杨春玲,王淑娟,《数字电子技术基础》,高等教育出版社,2011.6
[2]王立欣,杨春玲,《电子技术实验与课程设计》,哈尔滨工业大学出版社,2009
[3]廉玉欣,《电子技术基础实验教程》,机械工业出版社,2010