【连载】 FPGA Verilog HDL 系列实例--------4位二进制加减法计数器

【连载】 FPGA Verilog HDL 系列实例  

Verilog HDL 之 4位二进制加减法计数器

一、原理

　　计数器是数字系统中用的较多的基本逻辑器件。它不仅能记录输入时钟脉冲的个数，还可以实现分频、定时等功能。
　　计数器的种类很多。按脉冲方式可以分为同步计数器和异步计数器；按进制可以分为二进制计数器和非二进制计数器；按计数过程数字的增减，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器。
　　本实验就是设计一个4位二进制加减法计数器，该计数器可以通过一个控制信号决定计数器时加计数还是减计数，另外，该寄存器还有一个清零输入，低电平有效。还有一个load装载数据的信号输入，用于预置数据；还有一个C的输出，用于计数器的级联。其功能表如表1.1所示;

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1.1   4位二进制加减法计数器功能表

二、实现

在设计文件中输入Verilog代码

 1 /****************************** 分频模块  *************************************/
 2 
 3 `timescale 1 ns / 1 ps
 4 module qu_dou ( clk ,rst , a ,b  );
 5 
 6 input            clk ;
 7 wire            clk ;
 8 input            rst ;      
 9 input            a ;
10 wire            a ;
11 
12 output            b ;
13 reg            b ;
14 
15 reg        [31:0]    cnt ;
16 reg             clkout ;
17 always @ ( posedge clk or negedge rst )
18     begin 
19         if ( rst == 1'b0 )
20             cnt <= 0 ;
21         else  begin  if ( a==1'b1 ) begin
22             if ( cnt >= 32'd3000000 ) 
23             b <= 1 ;
24             else 
25             cnt <= cnt + 1'b1 ;
26             
27             end
28             else begin b <= 1'b0 ;
29                 cnt <= 0 ;
30             end
31         end
32     end
33 
34 
35 endmodule

功能实现

 1 `timescale 1 ns / 1 ps
 2 
 3 module counter4 ( load ,clr ,c ,DOUT ,clk, up_down ,DIN ,sysclk , rst );
 4 
 5 input load ; 
 6 input clk;
 7 wire load ;
 8 input clr ;
 9 wire clr ;
10 input up_down ;
11 wire up_down ;
12 input [3:0] DIN ;
13 wire [3:0] DIN ;
14 input sysclk ;
15 input rst ;
16 
17 output c ;
18 reg c ;
19 output [3:0] DOUT ;
20 wire [3:0] DOUT ;
21 reg    [3:0] data_r;
22 
23 /***************** 例化去抖模块  *************************************/
24 wire     clk_r ;
25 qu_dou qu_dou ( 
26 .clk (sysclk) ,
27 .rst (rst) , 
28 .a (clk),
29 .b  (clk_r));
30 
31 //*********************************************************************
32 
33 
34 assign DOUT = data_r;
35 always @ ( posedge clk_r or posedge clr or posedge load)      
36     begin 
37         if ( clr == 1)      //同步清零
38             data_r <= 0;
39         else if ( load == 1) //同步预置
40             data_r <= DIN; 
41         else begin if ( up_down ==1)
42             begin 
43                 if ( data_r == 4'b1111)    begin     //加计数
44                     data_r <= 4'b0000;  
45                     c = 1;             
46                     end
47                 else  begin                //减计数
48                     data_r <= data_r +1;  
49                     c = 0 ;    
50                 end            
51             end
52             else 
53                 begin 
54                 if ( data_r == 4'b0000)    begin     //加计数
55                     data_r <= 4'b1111;  
56                     c = 1;             
57                     end
58                 else  begin                //减计数
59                     data_r <= data_r -1;  
60                     c = 0 ;    
61                 end            
62             end     
63         end    
64     end            
65 endmodule