目录
前言
详细地了解这些简单的计数器并非毫无意义的，因为它是组成大型计数器的小模块，如果大型的计数器不太好理解，那么分解出来分别研究，不也是一种好的办法吗？
这篇博文的意义就在如此。我将仿真加综合去详细的认清楚这些小零件。
模6计数器
模6计数器比较关键的一点是从0开始计数，计数到5（0101）时，产生一个进位信号1（注意这个进位信号1可以由第0位与第2位的与来得到，这在设计电路中比较重要，下面会有体现），并且此时，计数状态清零。
Verilog HDL语言描述
//模6计数器的Verilog HDL设计
module counter6(clk, rst_n, en, dout, co);
input clk, rst_n, en;
output[3:0] dout;
reg [3:0] dout;
output co;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
dout <= 4'b0000; //系统复位，计数器清零
else if(en)
if(dout == 4'b0101) //计数值达到5时，计数器清零
dout <= 4'b0000;
else
dout <= dout + 1'b1; //否则，计数器加1
else
dout <= dout;
end
assign co = dout[0]&dout[2]; //当计数达到5(4'b0101)时，进位为1，计数值为其他，都没有进位
endmodule
测试文件
//模6计数器的测试文件
`timescale 1ns/1ps
module counter6_tb;
reg clk, rst_n, en;
wire[3:0] dout;
wire co;
//时钟设计周期为2ns
always
begin
#1 clk = ~clk;
end
//初始化
initial
begin
clk = 1'b0;
rst_n = 1'b1;
en = 1'b0;
#2 rst_n = 1'b0;
#2 rst_n = 1'b1; en = 1'b1; //计数使能信号有效，且不复位
end
counter6 u1(.clk(clk), .rst_n(rst_n), .en(en), .dout(dout), .co(co));
endmodule
仿真电路图
从仿真电路图可以看出，模6计数器从0开始计数，计数到5，计数器清零，然后重新计数。
RTL Schematic
从这里可以看到模6计数器整理的外部输入输出情况，展开后如下：
这个门级的原理图不复杂但是挺不好理解的，哪位壮士看的明白，麻烦给我说一声。
反正这个模6计数器综合出来的寄存器传输级原理图就是这样的。
Technology Schematic
也就是在FPGA中是怎么样的一个电路图：
用到了LUT（查找表）、各种BUF以及D触发器资源。
模6计数器就认识到这里吧。
模10计数器
模10计数器的设计和模6计数器的设计如出一辙，甚至说仅仅一点儿变化，也就是把计数值改变一下，计数到9然后清零而已。但我还是把它仿真了个遍。
Verilog HDL语言描述
//模10计数器的Verilog HDL设计
module counter10(clk, rst_n, en, dout, co);
input clk, rst_n, en;
output[3:0] dout;
reg [3:0] dout;
output co;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
dout <= 4'b0000; //系统复位，计数器清零
else if(en)
if(dout == 4'b1001) //计数值达到5时，计数器清零
dout <= 4'b0000;
else
dout <= dout + 1'b1; //否则，计数器加1
else
dout <= dout;
end
assign co = dout[0]&dout[3]; //当计数达到5(4'b1001)时，进位为1，计数值为其他，都没有进位
endmodule
测试文件
//模10计数器的测试文件
`timescale 1ns/1ps
module counter10_tb;
reg clk, rst_n, en;
wire[3:0] dout;
wire co;
//时钟设计周期为2ns
always
begin
#1 clk = ~clk;
end
//初始化
initial
begin
clk = 1'b0;
rst_n = 1'b1;
en = 1'b0;
#2 rst_n = 1'b0;
#2 rst_n = 1'b1; en = 1'b1; //计数使能信号有效，且不复位
end
counter10 u1(.clk(clk), .rst_n(rst_n), .en(en), .dout(dout), .co(co));
endmodule
仿真波形
RTL Schematic
Technology Schematic
用的资源好像比模6计数器要多。