模可变计数器设计Verilog语言

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实验六 Verilog设计分频器计数器电路答案

实验六Ｖerilog设计分频器/计数器电路一、实验目的1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法;2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法；３、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。

二、实验内容1、用Verｉlog设计一个10分频的分频器,要求输入为cｌocｋ（上升沿有效)，reseｔ（低电平复位）,输出clocｋout为4个clock周期的低电平，4个ｃlｏcｋ周期的高电平）,文件命名为fｅnｐinｑｉ10。

v.2、用Verilｏg设计一异步清零的十进制加法计数器,要求输入为时钟端ＣLＫ（上升沿）和异步清除端CLＲ（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q,文件命名为ｃouｔe ｒ1０．v。

3、用Verilog设计８位同步二进制加减法计数器,输入为时钟端ＣLK(上升沿有效)和异步清除端CLR(低电平有效)，加减控制端ＵＰDOWN,当UPDOＷＮ为1时执行加法计数，为0时执行减法计数;输出为进位端Ｃ和8位计数输出端Ｑ,文件命名为coutｅr8.v。

4、用VEＲILＯG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M１和Ｍ0控制计数模,当M1M0=00时为模1８加法计数器；M1M０=0１时为模4加法计数器；当M1M0=１0时为模12加法计数器；M1M0=1１时为模6加法计数器，输入cｌk上升沿有效，文件命名为mcouｔ5。

ｖ。

5、ＶｅriｌogHＤL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，ＣLＫ是时钟输入端，上升沿有效;ENA是时钟使能控制输入端，高电平有效,当ENA=1时，时钟CＬK才能输入;ＣＬR是复位输入端，高电平有效,异步清零；Ｑ［３．。

0］是计数器低4位状态输出端，Q[7.．0]是高4位状态输出端；ＣＯUT是进位输出端.三、实验步骤实验一：分频器1、建立工程2、创建Veｒilog HDＬ文件3、输入10分频器程序代码并保存4、进行综合编译5、新建波形文件6、导入引脚7、设置信号源并保存8、生成网表9、功能仿真10、仿真结果分析由仿真结果可以看出ｃlockoｕｔ输出５个ｃloｃｋ周期的低电平和5个clock的高电平达到10分频的效果，设计正确。

计数器（1）：Verilog常用写法

计数器（1）：Verilog常⽤写法计数器是⾮常基本的使⽤，没有计数器就⽆法处理时序。

我在学习时发现市⾯上有⼏种不同的计数器写法，⾮常有趣，在此记录下来：⼀、时序逻辑和组合逻辑彻底分开1.代码1//======================================================================2// --- 名称 : Count_13// --- 作者 : xianyu_FPGA4// --- ⽇期 : 2018-12-105// --- 描述 : 模10计数器，0到10循环累加6//======================================================================78module Count_19 (10input clk ,11input rst_n ,12output reg [ 3:0] cnt13 );1415//----------------------------------------------------------------------16//-- 组合电路17//----------------------------------------------------------------------18reg [ 3:0] cnt_n ;1920always @(*)begin21if(cnt == 4'd9)22 cnt_n = 4'd0;23else24 cnt_n = cnt + 1'b1;25end2627//----------------------------------------------------------------------28//-- 时序电路29//----------------------------------------------------------------------30always @(posedge clk or negedge rst_n)begin31if(!rst_n)32 cnt <= 4'b0;33else34 cnt <= cnt_n;35end3637endmodule3839/*40//----------------------------------------------------------------------41//-- 组合电路也可以这样写42//----------------------------------------------------------------------43wire [ 3:0] cnt_n ;4445assign cnt_n = (cnt==4'd9)? 4'd0 : cnt+1'b1;4647*/2.写法1的RTL视图3.写法2的RTL视图⼆、最常见的写法1.代码1//======================================================================2// --- 名称 : Count_23// --- 作者 : xianyu_FPGA4// --- ⽇期 : 2018-12-105// --- 描述 : 模10计数器，0到10循环累加6//======================================================================78module Count_29 (10input clk ,11input rst_n ,12output reg [ 3:0] cnt13 );1415always @(posedge clk or negedge rst_n)begin16if(!rst_n)17 cnt <= 4'd0;18else if(cnt==4'd9)19 cnt <= 4'd0;20else21 cnt <= cnt + 1'b1;22end23242526endmodule2.RTL视图三.代码⽚段写法1.代码1//====================================================================== 2// --- 名称 : Count_33// --- 作者 : xianyu_FPGA4// --- ⽇期 : 2018-12-105// --- 描述 : 模10计数器，0到10循环累加6//====================================================================== 78module Count_39//---------------------<端⼝声明>---------------------------------------10 (11input clk ,12input rst_n ,13output reg [ 3:0] cnt14 );15//---------------------<信号定义>---------------------------------------16wire add_cnt ;17wire end_cnt ;1819//----------------------------------------------------------------------20//-- 0-9计数21//----------------------------------------------------------------------22always @(posedge clk or negedge rst_n)begin23if(!rst_n)24 cnt <= 'd0;25else if(add_cnt)begin26if(end_cnt)27 cnt <= 'd0;28else29 cnt <= cnt + 1'b1;30end31else32 cnt <= cnt;33end3435assign add_cnt = 1;36assign end_cnt = add_cnt && cnt==10-1;3738394041endmodule2.RTL视图四、⾃减计数器（较少⽤到）1.代码1//====================================================================== 2// --- 名称 : Count_43// --- 作者 : xianyu_FPGA4// --- ⽇期 : 2018-12-195// --- 描述 : 模10⾃减计数器，10到0循环累减6//====================================================================== 78module Count_49//---------------------<端⼝声明>---------------------------------------10 (11input clk ,12input rst_n ,13output reg [ 3:0] cnt14 );15//---------------------<参数定义>---------------------------------------16parameter CNT_MAX = 10 ;1718//----------------------------------------------------------------------19//-- 10到0循环累减20//----------------------------------------------------------------------21always @(posedge clk or negedge rst_n)begin22if(!rst_n) begin23 cnt <= 0;24end25else if(cnt==0) begin26 cnt <= CNT_MAX;27end28else begin29 cnt <= cnt - 1;30end31end323334endmodule2.RTL视图3.仿真波形五、新学到的⼀种⾮常简洁的计数器本以为计数器就是这样了，近来学习开源骚客《SDRAM那些事⼉》系列教程，⼜发现⼀种新的写法，对于特定功能的实现上⾮常简洁。

实验六Verilog设计分频器计数器电路

实验六Verilog设计分频器/计数器电路一、实验目的1进一步掌握最基本时序电路的实现方法；2学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法；3进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。

二、实验内容1、用Verilog设计一个10分频的分频器，要求输入为clock（上升沿有效），reset（低电平复位），输出clockout为5个clock周期的低电平，5个clock周期的高电平），文件命名为fenpinqi10.v。

2、用Verilog设计一异步清零的十进制加法计数器，要求输入为时钟端CLK（上升沿）和异步清除端CLR（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q，文件命名为couter10.v。

3、用Verilog设计8位同步二进制加减法计数器，输入为时钟端CLK（上升沿有效）和异步清除端CLR（低电平有效），加减控制端UPDOWN，当UPDOWN为1时执行加法计数，为0时执行减法计数；输出为进位端C和8位计数输出端Q，文件命名为couter8.v。

4、用VERILOG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M1和M0控制计数模，当M1M0=00时为模18加法计数器；M1M0=01时为模4加法计数器；当M1M0=10时为模12加法计数器；M1M0=11时为模6加法计数器，输入clk上升沿有效，文件命名为mcout5.v。

5、VerilogHDL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，CLK是时钟输入端，上升沿有效；ENA是时钟使能控制输入端，高电平有效，当ENA=1时，时钟CLK才能输入；CLR是复位输入端，高电平有效，异步清零；Q[3..0]是计数器低4位状态输出端，Q[7..0]是高4位状态输出端；COUT是进位输出端。

三、实验步骤：第一个实验：1、打开QuartusII，新建一个工程f_fenpinq10yjq2、新建一个Verilog HDL文件3、输入程序：module fenpinqi10(clk,reset,clkout);input clk,reset;output clkout;reg clkout;reg[2:0] cnt;always @(posedge clk , negedge reset)beginif(!reset)begin clkout<=0;cnt<=0;endelse if(cnt==4)begin cnt<=0;clkout<=~clkout;endelse cnt<=cnt+1;endendmodule4、设置顶层实体名(点settings>general >下拉选fenpinqi10)5、编译6、执行file>Create/Update>Create Symbol Files for Current Flie为VHDI设计文件生成原件符号7、建立波形文件8、导入引脚9、仿真结果如下：总结：仿真结果与实验一的题意相符，所以仿真正确。

计数器的VHDL设计与实现

期刊论文—EDA课程设计题目：计数器的VHDL设计与实现学生姓名：李雷学生学号：09专业班级：计算机科学与技术0902班指导老师：方恺晴计数器的VHDL设计与实现摘要：介绍了各种基本计数器的组成及其工作原理，重点研究了可变模计数器的设计与实现，在对现有的可变模计数器的研究基础上,在Quartus 开发环境中，用VHDL语言设计一种功能更加强大的可变模计数器，它具有清零、置数、使能控制、可逆计数和可变模等功能，并且对传统的可变模计数器的计数失控问题进行研究,最终设计出一种没有计数失控缺陷的可变模计数器，并通过波形仿真和EPF10K20TI144—4系列实验箱，验证了其各项设计功能。

结果表明该设计正确．功能完整。

运行稳定.关键词：VHDL；计数器；可变模计数;可逆计数VHDL Design and Realization of CounterAbstract：This paper analyzes all kinds of basic counter and its working principle， focus on the counter variable mode of design and implementation。

In the environment of Quartus based on research of the existing module—alterable counter，a module—alterable counter with more functions，such as clear，set，enable control，reversible count，module—alterable count and so on,which is designedwith VHDL．By researching the problem of losing control existed in traditional module—alterable counter。

verilog循环变量

Verilog中的循环变量：理解其用途与用法Verilog是一种硬件描述语言，广泛应用于数字电路设计和模拟。

在编写复杂的Verilog代码时，循环变量起着非常重要的作用。

本文将详细介绍Verilog中的循环变量及其用法。

一、循环变量的定义在Verilog中，循环变量是一个可变的计数器，通常用于控制循环结构。

它可以是一个整数或一个枚举类型的成员。

循环变量用于循环语句（如for、while和repeat）中，帮助控制循环次数。

二、循环变量的分类Verilog中的循环变量可分为两类：私有循环变量和公共循环变量。

1．私有循环变量：这类循环变量仅在其定义的模块中有效。

它们通常在模块内部使用，用于控制特定模块的循环结构。

2．公共循环变量：这类循环变量可以在多个模块之间共享。

它们通常在模块之间传递数据和控制信号，以协调多个模块之间的操作。

三、循环变量的使用方法在Verilog中，使用循环变量需要注意以下几点：1.定义循环变量：在使用循环变量之前，需要先定义它。

可以使用localparam或parameter关键字定义循环变量，并指定其初始值和范围。

例如：module my_module;parameter COUNT = 10; // 定义一个名为COUNT的参数，初始值为10...endmodule2.控制循环结构：将循环变量与循环语句一起使用，以控制循环次数。

例如：verilog复制代码module my_module;parameter COUNT = 10;reg [3:0] i; // 定义一个4位的寄存器i作为循环变量...always @(posedge clk) beginfor (i = 0; i < COUNT; i = i+1) begin// 在这里编写需要重复执行的代码endendendmodule在这个例子中，for循环将重复执行代码块，直到循环变量i的值达到参数COUNT的值为止。

verilog数字系统设计教程

verilog数字系统设计教程Verilog数字系统设计教程作者：XXX引言：数字系统设计是现代电子工程中非常重要的一部分。

Verilog作为一种硬件描述语言，提供了一种方便且专业的方法来设计和描述数字系统。

本教程旨在为初学者提供关于Verilog数字系统设计的详细介绍和指导。

1. Verilog简介Verilog作为一种硬件描述语言，用于描述数字系统的功能、结构和时序行为。

它类似于C语言，但更专注于硬件级别。

Verilog可以用于设计各种数字系统，例如处理器、嵌入式系统、通信设备等。

2. Verilog基本语法2.1 模块定义Verilog的基本单位是模块。

模块是数字系统的基本组成部分，可以看作是一个独立的功能单元。

模块可以包含输入、输出、内部信号以及其它子模块等。

2.2 信号声明在Verilog中，可以声明各种类型的信号，包括输入信号、输出信号和内部信号等。

信号声明定义了信号的类型、宽度和方向。

3. Verilog建模3.1 组合逻辑建模组合逻辑是数字系统中最基本的部分。

Verilog提供了各种组合逻辑建模的方法，包括逻辑运算、选择结构和多路复用器等。

3.2 时序逻辑建模时序逻辑是数字系统中需要考虑时序关系的部分。

Verilog提供了时序逻辑建模的方法，包括触发器、计数器和时序控制等。

4. Verilog仿真4.1 仿真器介绍仿真器是用于验证数字系统设计的工具。

Verilog可以与各种仿真器配合使用，用于验证设计的正确性和性能。

4.2 仿真流程仿真流程包括编写测试平台和测试用例、编译和仿真等步骤。

本节将介绍基本的仿真流程和相关技巧。

5. Verilog综合5.1 综合概述综合是将Verilog代码转换为逻辑门级描述的过程。

综合器通过将Verilog代码映射到实际的硬件库中，生成能够实现指定功能的逻辑电路。

5.2 综合流程综合流程包括综合前的优化和综合本身两个阶段。

本节将介绍综合的基本流程和主要考虑因素。

基于Verilog的任意模长可加减计数器设计

基于Verilog 的任意模长可加减计数器设计一、设计要求计数器是一种在时钟的触发下，完成计数功能的时序逻辑电路，输出结果由输入时钟和计数器上一状态的计数共同决定。

本设计要求实现的计数器，具有以下功能：（1）要求实现计数器工作状态的控制；（2）要求实现计数器的异步清零功能；（3）要求实现计数器递增和递减的功能；（4）要求实现计数器的计数范围（模长）任意改变；二、设计思路计数器工作状态的控制，可以设计一个使能端，在外部时钟的触发下，只有当使能端信号有效（高电平），才启动计数器的计数功能（递增或递减），否则计数器输出结果不变。

计数器的异步清零功能，可以设计一个外部输入的清零端，在外部输入信号有效（低电平）的情况下，直接清零计数器，不用等待下一个外部时钟的触发，即计数器的清零是异步的。

计数器计数方向的控制，设计一个加减可控的信号端口，在时钟的触发、异步清零无效以及计数器使能端有效的情况下，该输入端为高电平则计数器完成递增功能，低电平则完成递减功能。

实现计数器的任意模长，即进入下一个计数周期，其计数的最大值可以发生变化。

设计一个4位（最大模长为16）的输入端口，可以在当前计数周期结束，即计数器产生一个溢出信号的同时，判断该端口输入的信号是否发生变化，通过相邻两个计数周期的端口数据作异或运算，结果为高电平则代表模长发生变化，即进入的下一个计数周期，其计数最大值要发生变化。

三、程序设计本次设计使用的是Quartus 11.0开发环境，该软件没有自带仿真功能（9.0版本以后都没自带），需要使用第三方的Modelsim软件，故本设计的程序包括计数器的Verilog设计以及仿真测试需要的testbench激励文件两部分。

计数器的Verilog设计：module Prj(clk,rst_input,en,add_sub,data_input,full,data_output);input clk; // 外部时钟input rst_input; // 外部清零（异步）input en; // 计数使能input add_sub; // 计数方向input [3:0] data_input; // 计数器模长输入output reg full; // 计完当前模长output [3:0] data_output; // 计数器输出reg [3:0] current_counter;// 当前计数值（输出）reg update_length_en; // 改变模长的使能信号// 当前计数周期与上个计数周期的模长输入reg [3:0] current_clk_data_input,last_clk_data_in put;reg [3:0] counter_length; // 下个计数周期的模长reg [1:0] k;always @(posedge clk,negedge rst_input) beginif(!rst_input) // 异步清零beginfull=0;current_counter=0;endelse if(en) // 计数使能beginif(add_sub) // 加法器beginif(current_counter<(counter_length-1))begincurrent_counter=current_counter+1;full=0;endelse// 加法器计数完产生full脉冲以触发// 判断下个计数周期的模长是否变化begincurrent_counter=0;full=1; //full输出endendelse // 减法器beginif(current_counter>0)begincurrent_counter=current_counter-1;full=0;endelse // 减法器计数完begincurrent_counter=counter_length-1;full=1;endendendend//驱动当前计数输出assign data_output=current_counter;initialbegink=1; // k=1 表示启动计数器的第一个计数周期endalways @(posedge full) // 加法器/减法器完成当前周期计数// 计完当前周期（即full有效）才更新beginlast_clk_data_input<=data_input; // 上个周期的模长current_clk_data_input=data_input;//当前周期的模长update_length_en<=last_clk_data_input^current_clk_data_input;// update_length_en为更新计数器模长的使能端,// 异或运算使能端为0代表模长变化 1不变k=k+1; // k的初值为1，k变化说明计数模长更改过了if(k==2'd3)k=2;endalways @(posedge clk)beginif(update_length_en) // 使能有效计数模长变化counter_length=current_clk_data_input;elsebeginif(k>=2)// 下个周期计数器模长不变（保持上次更改的）counter_length=last_clk_data_input;if(k==1)// 整个计数器系统，最初的模长（一次没更改过）counter_length=data_input;endendendmodule测试激励文件testbench：`timescale 1 ps/ 1 psmodule Prj_vlg_tst();reg add_sub;reg clk;reg [3:0] data_input;reg en;reg rst_input;wire [3:0] data_output;wire full;Prj i1 (.add_sub(add_sub),.clk(clk),.data_input(data_input),.data_output(data_output),.en(en),.full(full),.rst_input(rst_input));parameter clk_period=10; // 时钟周期initial // 初始化使能端、清零端和时钟信号beginen=1;rst_input=1;clk=1;#(46*clk_period) en=0;#(3*clk_period) en=1;#(4*clk_period) rst_input=0;#(2*clk_period) rst_input=1;endalways #(clk_period/2) clk=~clk;initialbegin// 计数器模长分别为6 4 5 3// 左边为上一模长持续的时钟个数data_input=4'b0110;#(22*clk_period) data_input=4'b0100;#(12*clk_period) data_input=4'b0101;#(12*clk_period) data_input=4'b0011;#(5*clk_period);endinitialbegin// 计数器计数方向的改变// 左边为递增递减持续的时钟个数add_sub=1;#(9*clk_period) add_sub=0;#(10*clk_period) add_sub=1;#(13*clk_period) add_sub=0;#(4*clk_period) add_sub=1;endendmodule四、仿真结果如图1所示，最开始计数器输入的模长data_input为6，在计数方向控制端add_sub为高电平的情况下，可以从0计数到5，在add_sub为低电平的情况下，可以实现计数器的递减；当计数器模长data_input变为4的时候，先计完当前周期的模长（0到5），才开始模长为4的计数（0到3）。

verilog多模块编程实例

Verilog多模块编程实例1. 介绍Verilog是一种硬件描述语言，被广泛应用于数字电路设计。

Verilog具有模块化设计的特点，可以将一个大型的电路设计分解成多个小模块，然后逐个实现和调试。

本文将介绍Verilog多模块编程的实例，以帮助读者了解如何使用Verilog进行模块化设计。

2. 模块化设计的优势模块化设计是一种将大型系统分解成多个小模块的设计方法。

在Verilog中，模块化设计有以下几个优势：- 提高代码可读性：通过将大型系统分解成多个小模块，可以提高代码的可读性和可维护性。

- 便于调试：每个小模块相对独立，可以单独调试和测试，提高了系统的可靠性和稳定性。

- 提高复用性：将功能相似的代码封装成模块，可以提高代码的复用性，减少代码冗余。

3. 多模块编程实例接下来，我们将通过一个简单的数字电路设计来演示Verilog多模块编程的实例。

假设我们要设计一个4位全加器电路，首先我们需要实现一个单位全加器模块，然后将四个单元全加器模块连接成一个4位全加器模块。

3.1 单位全加器模块我们定义一个单位全加器模块，代码如下：```verilogmodule Adder_unit (input a, b, cin,output sum, cout);assign {cout, sum} = a + b + cin;endmodule```在单位全加器模块中，我们定义了三个输入信号a、b、cin和两个输出信号sum、cout。

其中，sum表示相加的结果，cout表示进位。

在模块内部，我们通过assign语句实现了全加器的功能。

3.2 4位全加器模块接下来，我们将四个单位全加器模块连接成一个4位全加器模块，代码如下：```verilogmodule Adder_4bit (input [3:0] a, b,input cin,output [3:0] sum,output cout);Adder_unit U0(.a(a[0]), .b(b[0]), .cin(cin), .sum(sum[0]), .cout(cout0));Adder_unit U1(.a(a[1]), .b(b[1]), .cin(cout0), .sum(sum[1]), .cout(cout1)); Adder_unit U2(.a(a[2]), .b(b[2]), .cin(cout1), .sum(sum[2]), .cout(cout2)); Adder_unit U3(.a(a[3]), .b(b[3]), .cin(cout2), .sum(sum[3]), .cout(cout));endmodule```在4位全加器模块中，我们首先定义了四个输入信号a、b和一个输入信号cin，以及四个输出信号sum和一个输出信号cout。

verilog设计十进制计数器（含进位位）

verilog设计⼗进制计数器（含进位位）⼗进制计数器：设计要求：1、每当计数器值为4’b001时，⾃动回到4’b00002、每个时钟沿计数器值加13、进位输出carry应该与4'b1001同周期输出4、异步复位module cnt10 ( clk, rst_n, carry, cnt );input clk, rst_n;output carry;output [3:0] cnt;reg carry;reg [3:0] cnt;always @( posedge clk or negedge rst_n )beginif ( ~rst_n )begincnt <= 4'b0000;endelse if ( cnt == 4'b1001 )begincnt <= 4'b0000;endelsebegincnt <= cnt + 4'b0001;endendalways @(posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n)begincarry <= 1'b0;endelse if(cnt == 4'b1000)begincarry <= 1'b1;endelsecarry<= 1'b0;endendmoduleView Code测试程序：`timescale 1ns/1psmodule cnt10_tb();reg clk, rst_n;wire carry;wire [3:0] cnt;always #10 clk = ~clk;cnt10 cnt10_tb(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.carry(carry),.cnt(cnt));initialbeginclk = 1'b0;rst_n = 1'b1;#10 rst_n = 1'b0;#10 rst_n = 1'b1;endendmodule波形图：在这个⼗进制计数器中，唯⼀要注意的⼀点就是进位位carry变化的时刻，如果是为了使下⼀级能正确接收到前⼀级的进位位标识，要在计数到九时使进位位有效；如上图波形所⽰。

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。

二进制计数器及其变体,Verilog

已经掌握：∙可编程逻辑基础∙Verilog HDL基础∙使用Verilog设计的Quartus II入门指南∙使用Verilog设计的ModelSIm入门指南内容1 free-running二进制计数器自由运行二进制计数器就是按照二进制形式不断循环计数。

例如，4位的二进制计数器的从0000数到1111，然后翻回来重新数。

代码1 free-runing二进制计数器次态逻辑是一个自增器，即给寄存器的当前值加1。

由于使用了“+”运算符，因此也暗示了当r_reg到达1111的时候之后，会翻回来变成0000。

这个电路也包括一个输出状态信号，max_tick。

每当计数器到达最大值——1111（等同于2^N-1），就会插入一个max_tick，即max_tick变为高电平。

所谓tick即一个时刻，比方说我们把1分钟可以分为60个tick，那么每一秒都会产生一个tick。

此处的max_tick正是这种意义的信号，相应的，具有同类属性的信号我们都会加上_tick这个后缀。

tick信号常用于连接不同频率的时序电路。

2 Universal二进制计数器通用二进制计数器，可递增或递减计数，亦可载入指定的值，也可被异步清零。

其查找表如表1所示。

注意rst_n和syn_clr信号的区别，前者是异步复位，且仅应该用于系统的初始化；后者为同步复位，只在时钟的上升沿被采样，可被用于一般的同步设计中。

表1 通用二进制计数器的查找表代码2 通用二进制计数器按照查找表设计的次态逻辑，被放在一个always块内，并且使用if-else-if来控制所需优先性的操作。

3 模-m计数器模-m计数器，从0计数到m-1，然后翻过来重新计数。

代码3所示的参数化的模-m计数器有两个参数：M，指定计数的范围为[0, M-1]；N，指定M个数需要多少位宽来存储，其值为大于或等于log2(M)的整数。

代码3 模-m计数器（缺省为模-10）次态逻辑由一个条件语句组成：如果计数器数到M-1，那么新的值就会被清零；否则它将自增。

verilog语法基础

verilog语法基础Verilog语法基础Verilog是一种硬件描述语言(HDL)，用于描述数字电路和系统。

它是一种基于事件的语言，能够描述电路的结构和行为。

本文将介绍Verilog语法的基础知识，包括模块、端口、信号、赋值和运算等。

一、模块(Module)在Verilog中，模块是描述电路的基本单元。

一个模块可以包含多个端口和信号，并定义了电路的功能和结构。

模块的定义使用关键字module，后跟模块的名称和端口列表。

二、端口(Port)Verilog中的端口是模块与外部环境进行通信的接口。

端口可以是输入端口、输出端口或双向端口。

输入端口用于接收外部信号，输出端口用于输出信号至外部，而双向端口则可同时进行输入和输出。

端口的定义使用关键字input、output或inout，后跟端口的类型和名称。

三、信号(Signal)Verilog中的信号用于在模块内部传递和存储数据。

信号可以是寄存器类型或线网类型。

寄存器类型信号用于存储数据，线网类型信号用于传递数据。

信号的定义使用关键字reg或wire，后跟信号的宽度和名称。

四、赋值(Assignment)在Verilog中，使用赋值语句将值分配给信号或变量。

赋值语句可以是阻塞式赋值或非阻塞式赋值。

阻塞式赋值使用等号(=)将右侧的值赋给左侧的信号，而非阻塞式赋值使用双等号(<=)进行赋值。

赋值语句的左侧可以是信号或变量，右侧可以是常数、信号、变量或表达式。

五、运算(Operator)Verilog中支持多种运算，包括算术运算、逻辑运算、位运算和比较运算等。

算术运算包括加法、减法、乘法和除法等；逻辑运算包括与、或、非和异或等；位运算包括位与、位或、位非和位异或等；比较运算包括等于、不等于、大于、小于等。

运算符可以用于常数、信号、变量或表达式之间的运算。

六、条件语句(Conditional Statement)Verilog中的条件语句用于根据条件选择执行不同的操作。

[转帖]Verilog的语法及generate使用

[转帖]Verilog的语法及generate使⽤verilog 单独⽂件调⽤ include来源：Verilog中可以使⽤预处理命令 `include "⽂件名" 来包含新⽂件。

`include "⽂件名"的位置需要在 module声明之后。

这⾥举个例⼦，param.h存放了参数LENTH，顶层mult.v使⽤了它。

mult.v代码如下1module mult (2input clk,3input rst,4input [LENTH-1:0] A,5input [LENTH-1:0] B,6output [LENTH-1:0] C7 );89 `include"param.h"1011reg [LENTH-1:0] c_reg;1213always@(posedge clk or negedge rst)14if(rst == 1'b0)begin15 c_reg <= 32'b0;16end17else begin18 c_reg <= A*B;19end2021assign C = c_reg;2223endmodulearam.h代码如下parameter LENTH = 32;2014-04-10 15:39:17周四来源：verilog 条件编译命令`ifdef、`else、`endif 的应⽤（经常⽤于主程序中添加测试信息。

）通常在Verilog HDL程序中⽤到`ifdef、`else、`endif编译命令的情况有以下⼏种：• 选择⼀个模块的不同代表部分。

• 选择不同的时序或结构信息。

• 对不同的EDA⼯具，选择不同的激励。

1module ifdef_test(out);2output out;3 `define wow4 `define nest_one5 `define second_nest6 `define nest_two7 `ifdef wow8initial $display("wow is defined");9 `ifdef nest_one10initial $display("nest_one is defined");11 `ifdef nest_two12initial $display("nest_two is defined");13 `else14initial $display("nest_two is not defined");15 `endif16 `else17initial $display("nest_one is not defined");18 `endif19 `else20initial $display("wow is not defined");21 `ifdef second_nest22initial $display("second_nest is defined");23 `else24initial $display("second_nest is not defined");View Code1module ifdef_test(out);2output out;3 `define wow4 `define nest_one5 `define second_nest6 `define nest_two7 `ifdef wow8initial $display("wow is defined");9 `ifdef nest_one10initial $display("nest_one is defined");11 `ifdef nest_two12initial $display("nest_two is defined");13 `else14initial $display("nest_two is not defined");15 `endif16 `else17initial $display("nest_one is not defined");18 `endif19 `else20initial $display("wow is not defined");21 `ifdef second_nest22initial $display("second_nest is defined");23 `else24initial $display("second_nest is not defined");25 `endif26 `endif27endmodule运⾏结果为：# wow is defined# nest_one is defined# nest_two is defined2013-06-28 08:32:40 周五1、常量（constant）、参数（parameter）、块标号（block label）最好使⽤⼤写命名，变量（variable）、实例（instance）、结构代码1.1 模-m计数器（缺省为模-10计数器）module mod_m_bin_counter#(parameter M=10) // mod-M(// global clock and asyn resetinput clk,input rst_n,// counter interfaceoutput max_tick,output min_tick,output [N-1:0] q);// signal declarationlocalparam N = log2(M); // number of bits in counterreg [N-1:0] r_reg;wire [N-1:0] r_next;// body// registeralways@(posedge clk, negedge rst_n)if(!rst_n)r_reg <= 0;elser_reg <= r_next;// next-state logicassign r_next = (r_reg == (M-1)) ? 0 : r_reg + 1'b1;//output logicassign q = r_reg;assign max_tick = (r_reg == (M-1)) ? 1'b1 : 1'b0;// log2 constant functionfunction integer log2(input integer n);for(i=0; 2**i<n; i = i + 1)log2 = i + 1;endendfunctionendmodule根据这个模-m计数器，我们再写⼀个testbench。

verilog编程实例

verilog编程实例我们需要明确这个电路的功能和设计要求。

假设我们需要实现一个4位二进制加法器，即输入两个4位的二进制数，输出它们的和。

为了简化问题，我们先考虑只有无符号整数的加法，即只需要实现两个正整数的相加。

接下来，我们可以使用Verilog语言来描述这个电路的结构和行为。

我们首先声明输入端口和输出端口的位宽，即4位。

然后，我们定义一个module，命名为"binary_adder"。

在这个module中，我们定义了两个4位的输入信号a和b，以及一个4位的输出信号sum。

同时，我们还定义了一个内部信号carry，用于记录进位信息。

在module的主体部分，我们使用assign语句来实现信号之间的逻辑关系。

具体地，我们可以通过逐位相加的方式，将输入信号a和b的每一位与进位carry相加，并将结果存储在输出信号sum的对应位上。

同时，我们还需要更新进位carry的值，以确保加法运算的正确性。

为了实现这个逻辑，我们可以使用Verilog中的加法运算符"+"和逻辑与运算符"&"。

通过对输入信号的每一位进行逐位运算，我们可以得到输出信号sum的每一位的值。

同时，我们还需要根据输入信号和进位carry的值，计算出新的进位carry的值。

在实际的Verilog编程中，我们需要注意信号的声明和赋值的顺序。

一般而言，我们需要先声明信号，然后再通过assign语句对信号进行赋值。

这样可以确保信号的值能够正确传递和计算。

完成Verilog代码的编写后，我们需要使用相应的仿真工具来验证电路的功能。

常用的仿真工具有ModelSim和Xilinx ISE等。

通过仿真工具，我们可以为输入信号a和b设置不同的值，并观察输出信号sum的变化。

通过比较输出信号sum和预期的结果，我们可以验证电路的正确性。

除了验证电路的正确性外，我们还可以通过综合工具将Verilog代码转换成对应的门级电路。

Verilog代码(计数器、交通灯、串并转换)

1、通用二进制计数器设计一个二进制计数器（默认为8位计数器），具有加/减计数功能、异步复位、预制数功能。

代码如下：`define WIDTH 8module BinaryCounter(counter,clk,up_down,load,reset,din);output reg [`WIDTH-1:0] counter;input clk;input up_down; //1为加计数，0为减计数input reset;input load; //预置数，1有效，din输出到counterinput [`WIDTH-1:0] din;always@(posedge clk or posedge reset)beginif(reset)counter<=0;else if(load)counter<=din;else if(up_down==1)counter<=counter+1;else if(up_down==0)begincounter<=counter-1;if(counter<1) counter<=0;endendendmodule测试程序如下：`define WIDTH 8module BinaryCounter_tb;reg clk,up_down,reset,load;reg [`WIDTH-1:0] din;wire [`WIDTH-1:0] counter;integer i;initialbeginclk=0;reset=1;#5 reset=0;#3000 $stop;endalways #5 clk=~clk;/*always@(posedge clk)beginup_down={$random}%2;load={$random}%2;din={$random}%256;end*/initialbegin#5;for(i=0;i<256;i=i+3)begindin=i;#10;endendinitialbeginup_down=1;load=1;#20 load=0;#30 load=1;#30 load=0;endalways #200 up_down=~up_down;BinaryCounter bcounter(.counter(counter),.clk(clk),.up_down(up_down),.load(load),.reset(reset),.din(din));endmodule波形图如下：图1 二进制计数器波形图图2 二进制计数器波形图从图像可看出，20s-50s为加计数，50s-80s时load=1，执行置数功能，80s-200s 时up_down=1,为加计数，200s-280s时up_down=0，为减计数。

实验三变模计数器的设计

实验三、变模计数器的设计一、实验内容：(1)任务：设计模为9 ，11 ，13，15 的可变模计数器。

(2)要求：能在键盘的控制下，实现变模计数。

二、实验源程序module bianmo(s1,s2,clk,clr,data_out);input s1,s2,clk,clr;output [3:0]data_out;reg [3:0] data_out;reg [3:0]mo;always@(s1 or s2)begincase({s1,s2})2'b00: mo = 9;2'b01: mo = 11;2'b10: mo = 13;2'b11: mo = 15;default: mo=1'bx;endcaseendalways@(negedge clr or negedge clk)beginif(!clr)data_out<= 4'b0000;elsedata_out<= (data_out+1) % mo;endendmodule三、程序设计思想：在本次实验的设计过程中，首先用s0,s1控制四个状态值，分别为00,01,10,11，这四个状态值分别对应可变模计数器的模值，用时钟驱动处于不同状态下值对输出的结果取模，即可实现变模计数器的设计。

四、实验步骤：1. 在任意磁盘如D盘下新建文件夹，命名为BianMo，打开操作软件diamond2.0.2. 建立一个新工程新建工程file->new->project->next，然后在弹出来的对话框中填写相关内容BianMo，在Location栏上选用上面已经建好的文件夹(D/BianMo)；然后点击NEXT，在新弹出的对话框NEW PROJECT点击NEXT在又出现的对话框中选择相应的芯片family选择lattice XP2；Device选择LFXP2-5E；Part Names选择LAXP2-5E-6TN144C点击NEXT即可完成工程的新建；如图下图2.1：图2.13. 建立verilog源文件新建项目file->new->file在对话框New File中，选择Verilog Files；在name栏中输入文件名bianmo_3，点击new，在Lattice Diamond主界面出现bianmo_3.v，在TextEditer中编辑输入verilog源程序并保存。

verilog教程

verilog教程Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于设计和描述数字电路。

它是一种事件驱动的语言，可以用来描述时序逻辑和组合逻辑。

Verilog可以用于设计和验证各种数字电路，从简单的门电路到复杂的处理器和系统。

Verilog的语法和结构与C语言相似，它由模块、端口、信号和行为描述组成。

Verilog中的模块是模块化设计的基本单元，可以将模块集成到更大的设计中。

模块可以具有输入端口、输出端口和内部信号。

输入和输出端口用于与其他模块进行通信，而内部信号用于在模块内部传递和保存数据。

Verilog的行为描述方式包括并行块和顺序块。

并行块表示同时执行的代码，而顺序块表示按顺序执行的代码。

Verilog中的并行块使用关键字"always @(posedge clock)"来表示，其中的代码只在时钟上升沿触发时执行。

顺序块使用关键字"always @(*)"来表示，其中的代码在输入信号变化时立即执行。

在Verilog中，可以使用各种逻辑运算符，如AND、OR、NOT和XOR，来实现组合逻辑。

此外，还可以使用各种触发器和寄存器类型，如D触发器和JK触发器，来实现时序逻辑。

通过将组合逻辑和时序逻辑结合起来，可以实现复杂的数字电路。

Verilog的仿真可以使用各种工具，如ModelSim和Vivado，来验证设计的正确性。

仿真可以通过将输入信号施加到设计中，然后观察输出信号的变化来进行。

如果输出信号与预期的结果一致，那么设计就是正确的。

在Verilog中，还可以使用分层设计的概念来实现模块的结构化和组织。

通过使用层次化模块，可以将设计划分为更小的模块，并将它们组合在一起以实现更大的系统。

尽管Verilog的学习曲线可能有点陡峭，但它是数字电路设计中最常用和最强大的工具之一。

通过掌握Verilog，您可以实现自己的数字电路设计，并进行验证和测试。

总之，Verilog是一种用于设计和描述数字电路的硬件描述语言。

verilog模六十计数器设计

end
endmodule
子模块 1：
module frequency1000( input cp, output reg cp1
); reg [15:0]cnt=0; always@(posedge cp) begin cnt<=cnt+1'b1; if(cnt>=16'b1100001101001111)//50000-1,把 50MHz 分频为 1000Hz begin cp1<=~cp1;
性能测试：用电子表测量系统从 00 显示到 59，再到 00 的时间，确实为 30 秒（计数信号为 2Hz），性能上达到要求。
七、系统设计开发步骤与过程
1、明确设计要求与拥有的资源； 2、设计原理图； 3、编写代码； 4、仿真； 5、修改代码后，重复步骤 4、5，直到仿真结果无误为止； 6、将代码写入开发板，进行性能与功能测试； 7、修改代码后，重复步骤 4、5、6、7，直到性能与功能都达到要求为止； 8、撰写系统说明书与报告。
); reg [24:0]cnt=0; always@(posedge cp) begin cnt<=cnt+1'b1; if(cnt>=25'b1011111010111100000111111)//25000000-1,把 50MHz 分
频为 2Hz begin cp0<=~cp0; cnt<={25{1'b0}}; end
endmodule
子模块 3：
module cnt6( input tc, input cr, output reg [3:0]q6=0 ); always@(posedge tc or negedge cr) begin if(~cr) q6<=4'b0000; else if(q6>=4'b0101) q6<=4'b0000;

可变模计数器

一、实验目的:1. 掌握用 VHDL 硬件描述语言做电路综合设计方法。

2. 熟悉掌握程序的编译、仿真、生成模块及芯片引脚号码锁定方法并下载到目标芯片。

二、实验仪器:ZY11EDA13BE 型实验箱三、实验内容及要求:1. 设计一个可变模计数器。

2. 设计一个可变模计数器, 计数器有 3个触发器构成, 在外部控制信号 S2和 S1的控制下分别实现模 3、模 5、模 7和模 8计数器,即(1 S2S1=00时,实现模 3计数,触发器的状态一次0→ 1→ 2→ 0;(2 S2S1=01时,实现模 5计数,触发器的状态一次0→ 1→ 2→ 3→ 4→ 0;(3 S2S1=10时,实现模 7计数,触发器的状态一次0→ 1→ 2→ 3→ 4→ 5→ 6→ 0;(4 S2S1=11时,实现模 7计数,触发器的状态一次0→ 1→ 2→ 3→ 4→ 5→ 6→7→ 0; 并将结果输出到数码管上。

四实验程序二四译码部分LIBRARY IEEE;ENTITY M2_45 ISPORT(A: IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0; Y3,Y2,Y1,Y0: BUFFER STD_LOGIC;END M2_45;ARCHITECTURE A OF M2_45 ISSIGNAL SEL :STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0; SIGNAL QN :STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0; BEGINSEL(0<=A(0;SEL(1<=A(1;WITH SEL SELECTQN<="0001"WHEN"00", "0010"WHEN"01","0100"WHEN"10","1000"WHEN"11","0000"WHEN OTHERS;Y0<=QN(0;Y1<=QN(1;Y2<=QN(2;Y3<=QN(3;END A;模三部分LIBRARY IEEE;ENTITY MO3 ISPORT(CP,EN:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ;END MO3;ARCHITECTURE A OF MO3 ISSIGNAL QN:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ; BEGIN PROCESS(CP,ENBEGINIF(EN='0'THENQN<="000";ELSIF(CP'EVENT AND CP='1'THENIF(QN="010"THENQN<="000";ELSEQN<=QN+1;END IF;END IF;END PROCESS;Q<=QN;END A;模五部分LIBRARY IEEE;ENTITY MO5 ISPORT(CP,EN:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ;END MO5;ARCHITECTURE A OF MO5 ISSIGNAL QN:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ; BEGIN PROCESS(CP,ENBEGINIF(EN='0'THENQN<="000";ELSIF(CP'EVENT AND CP='1'THEN IF(QN="100"THENQN<="000";ELSEQN<=QN+1;END IF;END IF;END PROCESS;Q<=QN;END A;模七部分LIBRARY IEEE;ENTITY MO7 ISPORT(CP,EN:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ;END MO7;ARCHITECTURE A OF MO7 ISSIGNAL QN:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ; BEGIN PROCESS(CP,ENBEGINIF(EN='0'THENQN<="000";ELSIF(CP'EVENT AND CP='1'THENIF(QN="110"THENQN<="000";ELSEQN<=QN+1;END IF;END IF;END PROCESS;Q<=QN;END A;模八部分LIBRARY IEEE;ENTITY MO8 ISPORT(CP,EN:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0;END MO8;ARCHITECTURE A OF MO8 ISSIGNAL QN:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0 ; BEGINPROCESS(CP,ENBEGINIF(EN='0'THENQN<="000";ELSIF(CP'EVENT AND CP='1'THEN IF(QN="111"THENQN<="000";ELSEQN<=QN+1;END IF;END IF;END PROCESS;Q<=QN;END A;动态扫描部分LIBRARY IEEE;ENTITY CTL ISPORT(CP:IN STD_LOGIC;MO3,MO5,MO7,MO8:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0; SEL:IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0;COUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0;END CTL;ARCHITECTURE A OF CTL ISBEGINPROCESS(CPBEGINIF(CP'EVENT AND CP='1'THENCASE SEL ISWHEN "00"=>COUT<=MO3(2 DOWNTO 0;WHEN "01"=>COUT<=MO5(2 DOWNTO 0;WHEN "10"=>COUT<=MO7(2 DOWNTO 0;WHEN "11"=>COUT<=MO8(2 DOWNTO 0;WHEN OTHERS=>COUT<="000";END CASE;END IF;END PROCESS;END A;BCD 译码部分LIBRARY IEEE;ENTITY BCDYM ISPORT(D:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0; Q:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0; END BCDYM;ARCHITECTURE QQ OF BCDYM ISBEGINPROCESS(DBEGINCASE D ISWHEN"000"=>Q<="0111111";WHEN"001"=>Q<="0000110";WHEN"010"=>Q<="1011011";WHEN"011"=>Q<="1001111";WHEN"100"=>Q<="1100110";WHEN"101"=>Q<="1101101";WHEN"110"=>Q<="1111101";WHEN"111"=>Q<="0000111";WHEN OTHERS=>Q<="0000000";END CASE;END PROCESS;END QQ;五实验电路图 MO3 CP INPUT VCC CP Q[2..0] EN 0. inst3 M2_45 A[1..0] INPUT VCC A[1..0] Y0 Y1 Y2 Y3 MO5 CP Q[2..0] EN CTL BCDY M D[2..0] CP MO3[2..0] MO5[2..0] inst11 COUT[2..0] Q[6..0] inst inst5 MO7[2..0] MO8[2..0]SEL[1..0] MO7 CP Q[2..0] EN inst10 Q[6..0] inst7 OUTPUT MO8 CP Q[2..0] EN inst8 //。