基于FPGA的环形计数器设计
基于FPGA的计数器的程序的设计方案
基于FPGA的计数器的程序设计方案1.1 FPGA简介FPGA（Field－Progrmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
自1985 年Xilinx 公司推出第一片中大规模现场可编程逻辑器件(FP2GA) 至今,FPGA 已经历了十几年的历。
在这十几年的过程中,可编程器件有了惊人的发展:从最初的1200 个可利用门,到今天的25 万可利用门,规模增大了200 多倍; FPGA 供应商也从Xilinx 的一枝独秀,到今天近20 个厂商的分庭抗争;FPGA 从单一的基于SRAM结构到今天各种结构类型的出现,都充分体现了可编程器件这一巨大市场的吸引力。
FPGA 不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题,而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低。
由于目前电子产品生命周期相对缩短,相近功能产品的派生设计增多等特点,促使FPGA 越来越多地取代了ASIC 的市场,特别是对国内众多的科研单位来说,小批量、多品种的产品需求,使得FPGA 成为首选。
1.2 硬件描述语言VHDL特点功能强大、设计灵活。
VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。
它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。
VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。
VHDL还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。
支持广泛、易于修改。
由于VHDL已经成为IEEE标准所规范的硬件描述语言，目前大多数EDA工具几乎都支持VHDL，这为VHDL的进一步推广和广泛应用奠定了基础。
环形计数器和扭环形计数器设计资料
本科毕业论文（设计、创作）题目：环形计数器和扭环形计数器设计学生姓名：学号：院（系）：电子信息工程学院专业：通信工程入学时间：年月导师姓名：职称/学位：导师所在单位：完成时间：2014年5月环形计数器和扭环形计数器设计摘要现代世界的快速发展，夜生活已成为大多数城市不可缺少的生活，在夜生活中，五彩斑斓，形状不断变化的LED灯走入了大家的生活。
而各种形状的LED灯，随着技术的不断发展，EDA设计得到不断地发展和应用，LED灯所表示的图案多种多样，LED灯中最简单的就数流水灯，而流水灯可以由环形计数器或扭环形计数器控制。
本文以环形计数器和扭环形计数器为设计对象，根据其相关规律，设计其运行电路，以及用verilog硬件描述语言实现。
内容主要涉及计数器的循环与自启动以及最后整个计数器的检测方案和仿真。
本设计可以实现计数器的一些简单的控制，并用modelsim进行仿真。
关键词：环形计数器和扭环形计数器设计；Verilog；modelsim。
Twisted ring counter ring counter and designAbstractThe rapid development of the modern world, night life has become indispensable in the life most of the city, in the nightlife, colorful, shape changing LED lights went into people's lives. And various shapes of LED lights, with the continuous development of technology, EDA design get continuously development and application of LED lamp represents pattern is varied, the most simple several water light LED lights, lights and running water can be controlled by the ring counter or twisting the ring counter. This article is based on the circular counter and twisting the ring counter as the design object. According to the counter relevant laws , the counter is to design the operation circuit .this design adopts hierarchical method and verilog hardware description language to realize. This article is mainly related to counter circulation and since the start and final of the test scheme and simulationThis design can realize some simple control counter, and modelsim simulationKeywords: ring counter and twisting the ring counter design ;Verilog; modelsim.目录1.引言 (1)2.设计任务和要求 (1)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (3)3．设计原理 (3)3.1环形计数器定义 (3)3.2环形计数器工作原理 (3)3.3扭环形计数器定义 (3)3.4扭环形计数器工作原理 (3)4.环形计数器的设计 (3)5.扭环形计数器设计 (6)6.环形计数器的自启动设计 (9)7.扭环形计数器的自启动设计： (11)8.结束语 (13)主要参考文献 (15)致谢 (16)1 引言随着社会的不停发展，越来越多的LED灯用于城市的装饰，让城市在夜晚也可以变得炫彩夺目，熠熠生辉。
基于fpga的计数器设计代码
基于fpga的计数器设计代码基于FPGA的计数器设计代码介绍：来自电子系统设计实验课程的一个项目，要求编写一段基于FPGA 的计数器设计代码，但是考虑到本实验课程源自一门免费的开源课程，因此无法提供实际的设备来验证此设计代码，但是可以通过模拟环境进行测试以确保实现正确设计功能，本文将介绍如何利用FPGA对计数器进行设计。
实现方法：1.首先需要确定将用哪种FPGA芯片来实现计数器功能，例如Xilinx Spartan-6的FPGA。
2.然后确定使用哪种电路来实现计数器功能，可以使用逻辑器件来实现，例如可以使用多路触发器、多变量单位、或是查找表等电路。
3.接下来就是根据前面两步的确定，开始编写实现计数器设计的代码，例如VHDL语言或Verilog语言。
4.最后进行代码仿真，使用设计的代码来仿真计数器的功能，以确保代码完全正确。
示例代码：下面是一段可以实现计数器设计的代码，采用的是VHDL语言：--计数器设计代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY COUNTER ISPORT (reset : IN STD_LOGIC;clk : IN STD_LOGIC;count : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0));END COUNTER;ARCHITECTURE RTL OF COUNTER ISBEGINPROCESS(clk, reset)BEGINIF (reset='1') THENcount <= '00000000'; --初始值为0ELSIF (clk='1' and clk'EVENT) THENcount <= count + 1; --正常的计数END IF;END PROCESS;END RTL;以上代码可以实现一个八位的计数器，当reset为高电平时，计数器初始值为0，每次当clk上升沿时，计数器递增1，当计数器到达最大值255时，再次上升时从0开始重复计数。
基于FPGA的环形计数器与扭环形计数器
基于FPGA的环形计数器与扭环形计数器作者：张铭郎于业弘解宇李恩来刘丽娟来源：《电脑知识与技术》2019年第09期摘要：为了实现能自启动的模8右移扭环形计数器和模4右移环形计数器的功能，以FPGA和verilog硬件描述语言为基础，包含IC181和IC182模块，以及21mux二选一选择器，实现了控制流水灯做出一些简单的控制。
关键词：FPGA；verilog；环形计数器；扭环形计数器中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）09-0215-02随着现代世界的发展，人们对夜生活的要求与日渐增，五彩斑斓的LED走入人们的视线之中，并且随着科技的发展，EDA设计得到不断地进步，LED灯展现花样逐渐增多，本次设计是使用LED灯中最为简单的流水灯。
因为流水灯可使用环形计数器与扭环形计数器来控制其亮灭顺序。
1 原理FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
Verilog HDL是一种硬件描述语言，以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。
本次设计使用的IC181的模块是模4右移环形计数器模块，而模块IC182是模8右移扭环形计数器模块。
2 总体设计3 详细设计3.1 设计要求设计一个能自啟动的模8右移扭环形计数器和模4右移环形计数器。
3.2 设计原理对模8右移扭环形计数器状态图，通过卡诺图化简得到：Q3=Q2；Q2=Q1；Q1=Q0；Q0=！（Q2#Q1#Q0）；对模4右移环形计数器状态图，通过卡诺图化简，得到：Q3=Q2；Q2=Q1；Q1=Q0；Q0=！（Q2&（Q1#！Q0）；3.3 原理图本实验使用了二选一选择器，IC181八位位移扭环形计数器，IC182四位环形计数器，和分频模块构成的。
基于FPGA的计算器设计
基于FPGA的计算器设计基于FPGA（可编程逻辑门阵列）的计算器设计是一种使用FPGA开发板和硬件描述语言来实现的计算器。
它可以进行基本的数学运算，如加法、减法、乘法和除法等。
FPGA计算器不仅具有快速的运算速度和高度的可靠性，还具有较小的体积和低功耗。
FPGA计算器通常由输入、控制单元、运算单元和输出组成。
输入可以通过按钮、键盘或其他输入设备来实现。
控制单元负责解析输入并发出相应的控制信号。
运算单元是FPGA计算器的核心组件，它负责接收控制信号，并执行相应的运算操作。
输出单元将运算结果显示在计算器的屏幕上。
使用硬件描述语言（HDL）来实现FPGA计算器的设计可以提供高度的灵活性和可扩展性。
HDL允许开发人员通过编程方式定义逻辑门和电路功能，而不是通过物理硬件组件来实现。
这意味着开发人员可以根据需要添加新的运算功能，并且可以很容易地在FPGA计算器上进行修改和更新。
FPGA计算器可以通过对数据进行二进制表示来实现各种数学运算。
例如，加法可以通过将两个二进制数相加来实现。
具体实现可以使用查找表（Look-up Table）或全加器等组合逻辑电路来完成。
除法则比较复杂，通常需要使用除法算法来实现。
除了基本的数学运算，FPGA计算器还可以实现其他功能，如逻辑运算、位操作和存储器操作等。
逻辑运算可以用于实现条件语句和循环语句等流程控制功能。
位操作可以用于提取和修改数据的特定位。
存储器操作可以用于存储和读取数据。
基于FPGA的计算器设计有许多优点。
首先，FPGA计算器具有非常快的运算速度，比软件计算器更加高效。
其次，FPGA计算器具有较小的体积和低功耗，适合嵌入式系统或低功耗应用场景。
此外，由于FPGA计算器的硬件实现，它也具有较高的稳定性和可靠性。
然而，基于FPGA的计算器设计也存在一些挑战。
首先，硬件描述语言的学习成本较高，需要开发人员具备一定的硬件设计知识。
其次，FPGA 计算器的开发过程相对复杂，需要编写和调试大量的HDL代码。
【设计】基于FPGA的计算器设计毕业论文
【关键字】设计毕业设计（论文）题目: 基于FPGA 的计算器设计The design of calculator based on FPGA基于FPGA的计算器设计研究生：XX 指导老师：XX摘要本文介绍了一个简单计算器的设计，基于硬件描述语言VHDL采用了现场可编程逻辑器件FPGA进行设计，并在Altera公司的Quartus Ⅱ软件上实现仿真。
系统由键控模块、运算、保存模块和译码显示模块四个部分组成，计算部分为加法器、减法器、乘法器和除法器，保存部分需要3个保存器来实现：内部累加器（acc）、输入寄存器（reg）以及结果暂存器（ans）。
显示部分由四个七段译码管组成，分别来显示输入数字，输入部分采用外接键盘，外部的8个按键他们能以单键和组合键的形式完成0~9999之内的‘加’、‘减’、‘乘’、‘除’、‘符号变换’、‘保存数据’和‘读取数据’等七种功能运算其结构简单，易于实现。
关键词:FPGA；VHDL；计算器；设计The design of calculator based on FPGAGraduate Student: Dongdong Fan Supervisor: Shuxiang SongAbstractThis article describes the design of a simple calculator, the design uses Field Programmable Gate Array FPGA based on VHDL hardware description language to design and Altera's Quartus Ⅱ in software for emulation. This system is componented by the key control module, computing, storage and decoding display module of the four parts, the computing part include adder, subtractor, multiplier and divider,Storage part needs three memory to help achieved: internal accumulator (acc), input register (reg) as well as the results of registers (ans). Display part is made up four decoder of 7 sections, respectively to show the number of input. The 8 keys they can by single combined key forms to be completed addition, multiplication, division arithmetic operator and symbol transform,stored data and read seven function of operation within 0 to 9999 numbers.its structure is simple and easy to implement.Key words：FPGA; VHDL; calclute ; design目录第1章引言1.1 课程设计的目的与意义在人类学会交易的时候，计算也随之产生，而算盘作为计算最实用的工具存在了几千年。
环形计数器设计报告
环形计数器设计报告1. 引言环形计数器是一种用于计数的装置，它可以在指定范围内循环计数，实现自动计数和显示功能。
本报告将介绍我们设计的一种环形计数器的结构、原理和实现方法。
2. 设计目标我们的设计目标是实现一个可靠、高效的环形计数器，具有以下特点：- 可以在指定范围内循环计数，即当计数达到范围上限时，自动从下限开始重新计数。
- 支持单步计数和自动连续计数两种模式，用户可以根据需要选择。
- 提供显示功能，实时显示当前的计数值。
3. 设计方案3.1 硬件设计3.1.1 计数器模块我们使用一个计数器模块来实现计数功能。
该模块具有一个计数器寄存器和一个比较器。
计数器寄存器存储当前的计数值，比较器用于比较计数值与指定范围的上限和下限。
3.1.2 控制模块控制模块是环形计数器的核心部分，它根据用户的输入控制计数器的工作模式和计数方式。
控制模块包括一个模式选择器和一个计数器控制器。
模式选择器用于选择单步计数或自动连续计数模式。
计数器控制器根据模式选择器的输出，控制计数器模块的工作。
当选择单步计数模式时，计数器模块只在接收到一个计数信号时进行计数；当选择自动连续计数模式时，计数器模块会定期接收计数信号并进行计数。
3.1.3 显示模块显示模块用于显示计数值。
我们使用数码管作为显示器，通过控制模块的输出将计数值显示在数码管上。
3.2 软件设计我们使用Verilog语言对环形计数器进行建模和仿真。
通过编写适当的代码，实现计数器模块、控制模块和显示模块的功能。
4. 实现与测试我们使用EDA工具对设计的环形计数器进行验证。
通过仿真工具进行逻辑仿真，检查计数器模块、控制模块和显示模块的功能是否正常。
然后使用综合工具生成网表，通过布局与布线工具完成物理设计。
最后，通过验证工具对设计进行验证，确保计数器能够可靠地运行。
5. 结论我们成功设计并实现了一种功能完善的环形计数器。
该计数器具有可靠的计数功能、多种工作模式和实时显示功能，可以满足用户的需求。
基于FPGA的计算器设计
基于FPGA的计算器设计引言：FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种现场可编程门阵列，它能够被重新编程以适应不同的电路设计需求。
基于FPGA的计算器设计具有很大的灵活性和可扩展性，可以实现不同类型的计算功能。
本文将介绍基于FPGA的计算器设计的原理、实现方法和一些相关应用。
一、基本原理1.输入部分：用于输入待计算的数字和操作符。
2.各种算术和逻辑运算电路：根据输入的操作符和数字，进行相应的计算操作。
3.结果显示部分：用于显示计算的结果。
二、实现方法1.设计算术和逻辑运算电路：根据计算器的需求，设计加法、减法、乘法、除法等算术运算电路，同时还要设计逻辑运算电路，如与门、或门、非门等。
2.设计输入模块：通过按键或其他输入方式输入待计算的数字和操作符。
3.设计控制模块：根据输入的操作符，控制算术和逻辑运算电路的工作顺序和时序。
4.设计结果显示模块：将计算结果显示在数码管或LCD屏幕上。
三、设计思路及具体实现方法1.输入模块设计：可以采用按键输入方式，数字键用于输入待计算的数字，功能键用于输入操作符。
2.算术与逻辑运算电路设计：通过组合逻辑电路设计实现各种算术和逻辑运算，如加法电路、乘法电路等。
将输入信号与操作符信号传入相应的运算电路，经过计算后得到结果。
3.控制模块设计：根据输入的操作符，控制算术和逻辑运算电路的工作顺序和时序。
可以使用状态机或者组合逻辑电路实现。
4.结果显示模块设计：将计算结果显示在数码管或LCD屏幕上。
根据计算结果的位数设计相应的显示模块。
四、应用领域基于FPGA的计算器设计可以用于各种计算任务，包括科学计算、金融计算、矩阵计算等。
除了基本的四则运算，还可以实现复杂函数的计算，如三角函数、指数函数等。
FPGA计算器还可以应用于数字信号处理、图像处理等领域，用于实时计算和数据处理。
五、设计优势与局限性1.优势：（1）灵活性高：FPGA可编程性强，可以根据需要重新编程，实现各种不同类型的计算功能。
基于FPGA和单片机的多功能计数器设计
基于FPGA和单片机的多功能计数器设计
一、系统方案
方案1：采用中小规模数字电路构成系统，由计数器构成主要的测量模块。
用定时器组成主要的控制电路。
此方案软件设计简单，但外围芯片过多，且频带窄，实现起来较复杂，功能不强，而且不能程控和扩展。
方案2：采用单片机实现。
被测信号经调理后送入单片机，利用其内部的计数器完成计数，然后再进行数据处理和显示，但单片机在处理高速信号时略显吃力。
方案3：利用FPGA对调理后的被测信号实现高速计数，单片机软件执行高精度浮点数运算并显示。
单片机完成系统的数据处理、逻辑控制和人机交互功能;大规模现场可编程器件(FPGA)实现外围计数功能。
电路框图如图1所示。
基于FPGA硬件实现数字Costas环的设计
基于FPGA硬件实现数字Costas环的设计扩频通信系统是将基带信号的频谱扩展到很宽的频带上，然后进行传输，通过增大频带宽度来提高信噪比的一种系统。
由于扩频系统具有抗干扰能力强、保密性高、截获概率低、多址复用和任意选址等优点，在移动通信等诸多领域越来越受到重视。
在扩频通信系统中，载波同步是扩频接收机正常解调的前提，是扩频通信中的一项关键性技术。
常用的载波同步技术有平方环、Costas环和通用载波恢复环等。
其中Costas环是跟踪低信噪比的抑制载波信号的最佳装置，也是现实中应用最多的一种。
过去扩频信号载波同步常采用模拟Costas环，但是模拟环常存在I，Q通道间幅相不平衡、必须初始校准等问题。
采用全数字实现的环路能够有效地避免这些问题。
本文介绍一种全数字Costas环，他能够很好地完成由BPSK调制的扩频信号的载波同步和跟踪，从而完成对调制信息的解扩解调。
该电路具有可靠性高、体积小、功耗低、调试方便等优点。
通过编程、综合和仿真，最后在FPGA上硬件实现本模块。
测试结果表明，本模块的各项指标均达到设计要求。
2数字Costas环的基本原理Costas环主要由数字下变频器、解扩单元、积分-清零器（I-D）、数字鉴相器、数字环路滤波器（LPF）以及数字控制振荡器（DDS）等模块组成。
当输入信号中扩频码（PN码）和来自码同步环的扩频码精确同步的情况下，输入信号通过解扩单元就可以去除扩频码，解扩后I，Q两路输出分别为：当输入信号中扩频码（PN码）和来自码同步环的扩频码精确同步的情况下，输入信号通过解扩单元就可以去除扩频码，解扩后I，Q两路输出分别为：最后通过低通滤波器滤去二倍频，最终I，Q两路输出分别为：可见，两路乘法器的输出均包含有调制信号，两者相乘可消除调制信号的影响，再经环路滤波器滤波后可得DDS控制电压：由于DDS的控制电压已经去除了基带信号的成分，只受到相位误差φ的控制（k为常数），所以可以对DDS进行准确的调整，实现对载波的精确同步和跟踪。
基于FPGA的计数器的设计
3）为225计数分频电路建立元件符号。
方法：先设置要建立原件符号的文件为顶层文件（project——set as top）,然后生成符号文件（File——create< update——create symbol file for current file），然后在当前工程下元件库中就有所产生的元器件了
实验操作要点及总结（记录实验过程中的重点、难点及遇到的问题、实验结果）：
实验成绩
指导老师签字
2、用多个D触发器级联构成多位的二进制计数器，将板载的50MHz时钟225分频，产生周期约1秒的分频时钟，编程下载，用LED灯观察输出的分频信号。
四、实验过程及结果记录
1、D触发器构成的一位二进制计数器
1）原理图
2）记录实验过程和仿真波形
2、D触发器级联构成的225计数电路
1）完成原理图输入编译；
实验报告九
基于FPGA的计数器的设计
一、实验目的
1、学习QuartusII软件的使用；
2、掌握计数器的工作原理和设计方法；
3、掌握用原理图输入设计计数器的全过程。
二、实验设备与器件
Altera公司的CycloneIII系列器件及相应的FPGA开发板，QuartusII软件等。
三、实验内容
1、以D触发器构成的一位二进制计数器（二分频器）为例，熟悉QuartusII软件设计过程；
FPGA实验计数器设计实验
哈尔滨理工大学软件学院实验报告课程 FPGA题目实验二计数器设计实验班级集成12-2班专业集成电路设计与集成系统学生学号 12140202272014年10 月15日实验二计数器设计实验实验目的：学习计数器的设计、仿真和硬件测试方法。
实验内容及步骤：1.使用Verilog HDL设计2位 16进制计数器,由DE2的KEY0输入计数值，在HEX1，HEX0上显示计数值。
2.使用嵌入式逻辑分析仪进行仿真；3.将实验程序下载到DE2运行。
实验注意事项：去抖动DE2按键电路图实验程序：module counting(clk,reset,k,h1,h2);input k,reset,clk;output [6:0]h1,h2;reg [7:0]count;reg key;reg [6:0]h1,h2;reg [10:0]clock=11'b0;always@(posedge clk)beginif(k) // k is the input Key0 beginkey<=1;clock<=0;endelsebeginclock<=clock+1; // if clock still isn't 2000 ,then the next all don,t excutiveif(clock==1000) // so continue came back until up to 2000beginclock<=11'b0;key=0; // to produce a negadge as a senstive pinendendendalways@(negedge key or negedge reset)beginif(reset==0)count=0;elsecount=count+1'b1;endalways@(count)begincase(count[3:0])4'b0000:h1<=7'b1000000; 4'b0001:h1<=7'b1111001; 4'b0010:h1<=7'b0100100; 4'b0011:h1<=7'b0110000; 4'b0100:h1<=7'b0011001; 4'b0101:h1<=7'b0010010; 4'b0110:h1<=7'b0000010; 4'b0111:h1<=7'b1111000; 4'b1000:h1<=7'b0000000; 4'b1001:h1<=7'b0010000; 4'b1010:h1<=7'b0001000; 4'b1011:h1<=7'b0000011; 4'b1100:h1<=7'b1000110; 4'b1101:h1<=7'b0100001; 4'b1110:h1<=7'b0000110; 4'b1111:h1<=7'b0001110; default : h1<=7'b1000000; endcasecase(count[7:4])4'b0000:h2<=7'b1000000; 4'b0001:h2<=7'b1111001;4'b0010:h2<=7'b0100100;4'b0011:h2<=7'b0110000;4'b0100:h2<=7'b0011001;4'b0101:h2<=7'b0010010;4'b0110:h2<=7'b0000010;4'b0111:h2<=7'b1111000;4'b1000:h2<=7'b0000000;4'b1001:h2<=7'b0010000;4'b1010:h2<=7'b0001000;4'b1011:h2<=7'b0000011;4'b1100:h2<=7'b1000110;4'b1101:h2<=7'b0100001;4'b1110:h2<=7'b0000110;4'b1111:h2<=7'b0001110;default : h2<=7'b0000001;endcaseendendmodule实验结果：当计数值为4时。
基于FPGA的计算器设计
基于FPGA的计算器设计引言：随着数字电子技术的不断发展，计算器已经成为人们生活中不可或缺的工具之一、计算器设计是数字电子技术的经典应用之一，也是许多电子工程、计算机科学等专业学科的必修课程。
随着FPGA（Field Programmable Gate Array）技术的快速发展，基于FPGA的计算器设计在教育和工程领域得到了广泛应用。
本文将介绍基于FPGA的计算器的设计思路、硬件架构和关键模块的设计。
一、设计思路：二、硬件架构：1.输入模块：负责接收用户输入的数字和操作符，并将其转化为计算器能够处理的格式。
2.运算模块：负责对输入的数字和操作符进行运算，并生成计算结果。
3.显示模块：负责将计算结果显示在计算器的显示屏上。
4.控制模块：负责控制计算器的各个模块之间的数据流和操作。
三、关键模块的设计：1.输入模块设计：输入模块主要包括键盘和输入转换电路。
键盘用于接收用户输入，输入转换电路负责将键盘输入转化为计算器可以处理的格式（比如将键盘输入的字符转化为二进制数）。
2.运算模块设计：运算模块设计的关键是将不同的操作符映射到不同的算法和电路实现。
比如，加法操作可以通过加法器电路实现，减法操作可以通过加法器和取反器电路实现。
3.显示模块设计：显示模块主要包括显示屏和显示驱动电路。
显示驱动电路负责将计算结果转化为显示屏可以显示的格式（比如将二进制数转化为十进制数）。
4.控制模块设计：控制模块负责协调各个模块的数据流和操作流程。
控制模块可以通过有限状态机（FSM）的方式来实现，根据用户输入的操作符和状态转移条件来决定下一步的操作。
四、实验结果和分析：通过基于FPGA的计算器设计，我们可以实现一个功能强大、灵活易用的计算器。
在实验中，我们可以通过按键输入数字和操作符，计算器会将输入转化为正确的结果并在显示屏上显示出来。
1.灵活性：FPGA芯片的可编程逻辑单元可以根据需求进行更改和扩展，使得计算器可以具有更多的功能和特性。
数字电子技术项目教程 第2版 项目八 用FPGA实现计数器
1、掩模式只读存储器(固定ROM)
❖ 用户按照使用要求确定存储器 的存储内容，存储器制造商根据 用户的要求设计掩模板，利用掩 模板生产出相应的ROM。它在使 用时内容不能更改，只能读出其 中的数据。
2、可编程只读存储器(PROM)
❖ PROM是一种仅可进行一次编程的只读存储器，用户通过对 其内部存储单元编程一次，可获得所需存储内容的ROM。
❖ 2）地址译码器 在RAM中，地址的选择是通过地址译码器来实现的。地 址译码器通常有字译码器和矩阵译码器两种。在大容量存储器中，通常 采用矩阵译码器，这种译码器将地址分为行地址和列地址译码器两部分， 行地址译码器对行地址译码，而列地址译码器对列地址译码，行、列译 码器的输出为存储器的行、列选择线，由它们共同选择欲读/写的存储单 元。
项目简介：
❖ 可编程逻辑器件（programmable logic device，PLD）是20 世纪80年代发展起来的有划时代意义的新型逻辑器件，PLD 是一种由用户编程以完成某种逻辑功能的器件。不同种类的 PLD大多具有与、或两级结构，且具有现场可编程的特点。 作为一种理想的设计工具，可编程逻辑器件给数字系统的设 计者带来了很多方便。使用这类器件，可及时方便地研制出 各种所需要的逻辑电路，它简化了系统设计，保证了系统的 高性能、高可靠性、有效地降低了系统的成本。
❖ 3）片选和读/写控制电路 ❖ 每片RAM的存储容量极为有限，而在实际应用中通常需要大容量存储器，
故工程中解决大容量存储器的方法是用多片RAM，通过一定的联接方式 组成大容量存储系统。在这种情况下，当任一时刻进行读/写操作时，通 常只与其中的一片或几片RAM交换数据，为此，在RAM中设有片选端 (低电平有效)。若在某片RAM的端加低电平，则该RAM就被选中，可对 其进行读/写操作，否则该RAM不工作，它与存储系统隔离。
EDA实验指导 基于FPGA的计数器设计
FPGA实验指导及记录实验一基于FPGA的计数器的设计1、实验目的：（1）掌握QuartusⅡ软件的设计流程（2）学习原理图设计方法和波形仿真方法2、实验任务：采用原理图法设计一个十进制计数器，完成时序仿真和硬件实现。
3、实验步骤：（1）新建工程双击QuartusⅡ9.1（64-Bit）图标，打开软件，选择File→New Project Wizard,如图1-1所示，单击Next，进入图1-2所示对话框，完成工程存储文件夹建立、工程名、顶层实体名的设置。
（注：可通过单击…浏览按键新建存储文件夹，文件夹放置于D盘或E盘根目录下，目录中不能有中文名称，取名最好具有可读性。
）本例存储在E盘cnt_10文件夹中，文件名和顶层实体名均为cnt_10。
图1-1新建工程向导图1-2 新建文件夹/工程名/顶层实体单击Next，进入文件添加窗口，本例还没有设计文件，直接单击Next进入下一步设置，如图1-3所示，进行器件型号选择，本例采用EP3C16Q240C8，（建议先在Family 中选择CycloneⅢ系列，然后在右侧过滤选项中选择pin count 240缩小选择范围）。
单击Next进入下一步，设置设计/仿真/时序分析工具，本例不需要，直接单击Next，进入下一步。
观察设置细节，单击Finish完成设计。
图1-3 器件型号选择图1-4 完成工程设置（2）新建设计文件选择File→New，打开如图1-5所示对话框，选择Block Diagrom原理图设计文件，打开原理图设计文件。
双击空白处，打开symbol对话框，选择74390，单击OK后，拖动鼠标可放置于原理图任意空白处。
进一步添加输入端input/输出端output，添加完成后如图1-8所示。
图1-5 新建原理图文件图1-6 选择74390图1-7添加输入/输出端 图1-8 放置所需元器件将鼠标放置于器件端口处，鼠标即会变为“+”字型，此时可拖动鼠标进行连线。
基于FPGA的计数器设计说明
EDA课程设计项目名称基于FPGA的计数器的设计专业班级通信102班学生青瓜指导教师2013年 5 月28 日摘要本课程设计要完成一个 1 位十进制计数器的设计。
计数器是大规模集成电路中运用最广泛的结构之一。
在模拟与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。
讨论了一种可预置加减计数器的设计, 运用Ver ilog H DL 语言设计出了一种同步的可预置加减计数器, 该计数器可以根据控制信号分别实现加法计数和减法计数, 从给定的预置位开始计数, 并给出详细的 VerilogHDL 源代码。
最后, 设计出了激励代码对其进行仿真验证, 实验结果证明该设计符合功能要求, 可以实现预定的功能。
关键词：计数器；VerilogHDL；QuartusⅡ；FPGA；AbstractThis course is designed to complete a one decimal counter design. The counter is LSI structure in one of the most widely used. In the analog and digital IC designs, the flexibility to select the counter can achieve a lot with the use of complex functions, can significantly reduce the complexity of circuit design and workload. Discusses a presettable down counter design, using Ver ilog H DL language designed a synchronous presettable down counter, the counter can be implemented according to the control signals are counted Addition and subtraction counting from a given the preset starts counting, and gives detailed VerilogHDL source code. Finally, the design of the incentive code its simulation, experimental results show that the design meets the functional requirements, you can achieve the intended function.Key words:Decimal counter; VerilogHDL; Quartus Ⅱ; FPGA;目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1计数器的种类11.2计数器的发展1第2章设计环境22.1 Quartus II22.1.1 软件简介22.1.2 功能22.2 Verilog HDL硬件描述语言42.2.1 语言简介42.2.2 主要能力42.2.3 语言用途62.2.4 Verilog HDL的发展历史62.2.5 主要应用72.3 Electronic Design Automation8第3章设计思路103.1输入模块103.2 寄存器模块103.3 输出模块113.4 计数模块11第4章程序设计124.1 主程序124.3 always语句134.4 if-else语句13第5章波形仿真13结论14参考文献15附录116致16第1章绪论1.1计数器的种类1、如果按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种。
fpga计数器写法总结
fpga计数器写法总结在FPGA设计中，计数器是一种常用的模块，它可以在各种应用中实现时钟同步、周期计数等功能。
本文将总结FPGA计数器的写法，包括计数器的设计思路、实现方式、常见问题及解决方法等。
一、计数器设计思路FPGA计数器通常采用有限状态机或移位寄存器的方式实现。
有限状态机可以根据输入时钟信号不断更新状态，从而实现计数功能。
移位寄存器则可以将输入时钟信号的位流逐位移入或移出寄存器，从而实现计数。
在设计中，需要根据具体的应用场景和资源约束选择合适的实现方式。
二、计数器实现方式1.硬件描述语言实现常用的硬件描述语言包括VHDL和Verilog。
使用VHDL可以实现复杂的行为描述，而使用Verilog则更注重硬件的逻辑描述。
在实现计数器时，需要先确定计数器的位数和时钟频率，然后根据设计思路和语言特点进行编码。
2.软件仿真验证在硬件设计完成后，需要进行仿真验证以确保设计的正确性和可靠性。
常用的仿真工具包括ModelSim、Quartus等。
通过仿真可以发现设计中存在的问题和错误，并及时进行修正。
三、常见问题及解决方法1.时钟抖动问题时钟抖动会导致计数器的计数不准确。
解决方法是在时钟输入端加滤波器或整形电路，以消除抖动影响。
2.计数溢出问题当计数器的位数不够时，会导致计数溢出。
解决方法是增加计数器的位数，或者在计数器溢出时进行特殊处理，如重置计数器或发出中断信号。
3.时序问题在设计中需要注意时序问题，以确保各个模块之间的信号传输正确无误。
解决方法是优化设计，合理安排模块之间的信号传输路径和时序关系。
四、总结本文总结了FPGA计数器的设计思路、实现方式、常见问题及解决方法等。
在实际应用中，需要根据具体的应用场景和资源约束选择合适的实现方式，并进行仿真验证以确保设计的正确性和可靠性。
同时，需要注意时序问题，以确保各个模块之间的信号传输正确无误。
通过不断实践和总结，可以提高计数器的设计水平和效率，为FPGA应用开发提供更好的支持。
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基于FPGA的环形计数器设计
作者：段品凡郭昭利王彦博张哲曾健于海霞
来源：《电脑知识与技术》2019年第09期
摘要：设计一个能自启动的模8右移扭环形计数器和模4右移环形计数器，以Verilog语言进行程序编写，并设以FPGA应用设计为基础，使用Quartus Ⅱ进行仿真。
关键词：FPGA；Verilog；Quartus Ⅱ。
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）09-0217-02
在信息化时代的今天，无论是工厂的生产，还是日常生活，自动化的程度越来越高，在许多场合，人，已不再是必须主角，而代替人类完成诸多工作的是高度自动化的设备，而其中关键的一环便是计数器。
1 原理
1.1 FPGA简介
以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC设计验证的技术主流。
这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。
在大多數的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip-flop）或者其他更加完整的记忆块。
1.2 计数模块简介
此模块为本次设计的主模块，由两个小模块IC181模块（模8右移扭环形计数器模块）和IC182模块（模4右移环形计数器模块）组成，完成本设计的计数功能。
其中，扭环形计数器又称约翰逊计数器，它具有电路结构简单，工作速度快且循环码等优点，因而应用较广。
2 总体设计
2.1 总体框图
2.2 总体流程图
3 具体设计
（1）分别设计模8右移扭环形计数器和模4右移环形计数器。
（2）将两个计数器结合起来，形成可控的扭环形计数器和环形计数器。
（3）加入控制开关S，当S合上即高电平时，模8右移扭环形计数器工作，S断开，即低电平时，模4右移环形计数器工作。
（4）信号说明
输入信号：时钟信号CLK，模式转换信号S。
输出信号：环形计数器与扭环形计数器输出信号D1【3..0】
（5）计数器电路设计图，见图3
4 仿真
使用Quartus Ⅱ进行仿真，仿真图见图4.
5 验证
将程序下载至开发板，本次检测使用模8计数验证，将控制开关置1，红色流水灯依次点亮，随后依次熄灭。
，代表完成一次有效循环，即计数一次。
见图5.1-5.8
6 总结
本次设计将两个不同的自启计数器结合在一起进行使用，提升了使用上的可变性，能够完成多种不同场合的需求，在电路的设计过程中曾遇到些许难题，诸如连接线选择错误导致电路错误等，但最后在指导教师王颖女士的帮助下，皆一一解决，同时，本实验也是针对可编程逻辑器件FPGA及Verilog语言学习的一次验收性实验，经过对本实验的设计，对FPGA查缺补漏，强化了对FPGA设计的技巧。
参考文献：
[1] 邹道胜，朱如琪，陈赜.CPLD/FPGA与ASIC设计实践教程[M].2版.北京：科学出版社，2010.
【通联编辑：唐一东】。