实验四：时间基准电路 和 带使能的多周期计数器

时间基准电路与带使能的多周期计数器仿真

module cnt_sync(CLK,CNTVAL,OV ); 
input CLK;
output [31:0] CNTVAL;
output OV;
parameter MAX_VAL = 25_000_000;
reg [31:0] CNTVAL;
reg OV;
always @ (posedge CLK) begin
  if(CNTVAL >= MAX_VAL)
    CNTVAL <= 0;
  else
    CNTVAL <= CNTVAL + 1'b1;
end
always @ (CNTVAL) begin
  if(CNTVAL == MAX_VAL)
    OV = 1'b1;
  else
    OV = 1'b0;
end
endmodule   

module cnt_en_0to9(CLK,  CNTVAL,  EN  , OV );  
input CLK;
input EN;
output [4-1:0] CNTVAL;
output OV;
reg [4-1:0] CNTVAL;
reg OV;
always @ (posedge CLK) begin
  if(EN) begin  
    if(CNTVAL >= 9)
      CNTVAL <= 0;
    else
      CNTVAL <= CNTVAL + 1'b1;
  end
  else
    CNTVAL <= CNTVAL ;  
end
always @ (CNTVAL) begin
  if(CNTVAL == 9)
    OV = 1'b1;
  else
    OV = 1'b0;
end
endmodule  

module dec_2to4(IN  ,OUT);
input  [1:0] IN  ;
output [3:0] OUT ;
reg [3:0] OUT ;
always @ (IN) begin
  case(IN)
    2'b00: OUT = 4'b 0001;
    2'b01: OUT = 4'b 0010;
    2'b10: OUT = 4'b 0100;
    2'b11: OUT = 4'b 1000;
  endcase
end
endmodule

RTL视图

仿真波形

使用SignalTap观测电路

缺点： （1）同一时刻，只能观测到一个计数值 （2） 不利于调试

解决方法：高级触发方式-分段触发

将计数器的计数范围改为0-15，并在DE0开发板上显示出来

module cnt_sync_1(CLK,CNTVAL,OV ); 
input CLK;
output [31:0] CNTVAL;
output OV;
parameter MAX_VAL = 25_000_000;
reg [31:0] CNTVAL;
reg OV;
always @ (posedge CLK) begin
  if(CNTVAL >= MAX_VAL)
    CNTVAL <= 0;
  else
    CNTVAL <= CNTVAL + 1'b1;
end
always @ (CNTVAL) begin
  if(CNTVAL == MAX_VAL)
    OV = 1'b1;
  else
    OV = 1'b0;
end
endmodule   

module cnt_en_0to15(CLK,  CNTVAL,  EN  , OV );  
input CLK;
input EN;
output [4-1:0] CNTVAL;
output OV;
reg [4-1:0] CNTVAL;
reg OV;
always @ (posedge CLK) begin
  if(EN) begin  
    if(CNTVAL >= 15)
      CNTVAL <= 0;
    else
      CNTVAL <= CNTVAL + 1'b1;
  end
  else
    CNTVAL <= CNTVAL ;  
end
always @ (CNTVAL) begin
  if(CNTVAL == 15)
    OV = 1'b1;
  else
    OV = 1'b0;
end
endmodule  

    module yima(in,out);
input[3:0] in;
output[7:0] out;
reg[7:0] out;
always@(in)
    begin
        case(in)
            4'b0000:out=8'b11000000;
            4'b0001:out=8'b11111001;
            4'b0010:out=8'b10100100;
            4'b0011:out=8'b10110000;
            4'b0100:out=8'b10011001;
            4'b0101:out=8'b10010010;
            4'b0110:out=8'b10000010;
            4'b0111:out=8'b11111000;
            4'b1000:out=8'b10000000;
            4'b1001:out=8'b10010000;
            4'b1010:out=8'b10001000;
            4'b1011:out=8'b10000011;
            4'b1100:out=8'b11000110;
            4'b1101:out=8'b10100001;
            4'b1110:out=8'b10000110;
            4'b1111:out=8'b11001110;
        endcase
    end
endmodule

修改时间基准发生器，设计一个使用2个HEX LED，精度为0.1秒，范围为0-9.9秒的计时秒表。

附加功能：清零，暂停