EDA十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

1、物理與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告十進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)熟悉Quartus的Verilog HDL文本設(shè)計(jì)流程全過(guò)程，學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)、仿真和硬件測(cè)試。EDA的設(shè)計(jì)流程為原理圖/HDL文本編輯、邏輯綜合、FPGA/CPLD適配、FPGA/CPLD編程下載。EDA的設(shè)計(jì)所用的軟件是Quartus II 軟件，Quartus II 軟件可以用圖形輸入、VHDL文本輸入的方法輸入，之后進(jìn)行時(shí)序仿真，EDA設(shè)計(jì)流程的最后一步是將程序下載到開(kāi)發(fā)板上，進(jìn)行硬件測(cè)試。2、 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)頻率的定義和頻率測(cè)量的基本原理，測(cè)定信號(hào)的頻率必須有一個(gè)脈寬為1秒的對(duì)輸入信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)允許的信號(hào)；1秒計(jì)數(shù)結(jié)束后，計(jì)數(shù)值鎖

2、入鎖存器的鎖存信號(hào)和為下一測(cè)頻計(jì)數(shù)周期作準(zhǔn)備的計(jì)數(shù)器清0信號(hào)。這3個(gè)信號(hào)可以由一個(gè)測(cè)頻控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，即圖6-24中的TESTCTL，它的設(shè)計(jì)要求是，TESTCTL的計(jì)數(shù)使能信號(hào)CNT_EN能產(chǎn)生一個(gè)1秒脈寬的周期信號(hào)，并對(duì)頻率計(jì)的每一計(jì)數(shù)器CNT10的ENA使能端進(jìn)行同步控制。當(dāng)CNT_EN高電平時(shí)，允許計(jì)數(shù)；低電平時(shí)停止計(jì)數(shù)，并保持其所計(jì)的脈沖數(shù)。在停止計(jì)數(shù)期間，首先需要一個(gè)鎖存信號(hào)LOAD的上跳沿將計(jì)數(shù)器在前1秒鐘的計(jì)數(shù)值鎖存進(jìn)各鎖存器REG4B中，并由外部的7段譯碼器譯出，顯示計(jì)數(shù)值。設(shè)置鎖存器的好處是，顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不會(huì)由于周期性的清零信號(hào)而不斷閃爍。鎖存信號(hào)之后，必須有一清零

3、信號(hào)RST_CNT對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，為下1秒鐘的計(jì)數(shù)操作作準(zhǔn)備。 按規(guī)定編寫(xiě)程序如下：module CNT10 (CLK,RST,EN,LOAD,COUT,DOUT,DATA); input CLK,EN,RST,LOAD; input 3:0 DATA; output 3:0 DOUT; output COUT; reg 3:0 Q1 ; reg COUT ; assign DOUT = Q1; always (posedge CLK or negedge RST) begin if (!RST) Q1 = 0; else if (EN) begin if (!LOAD) Q1 = DATA

4、; else if (Q19) Q1 = Q1+1; else Q1 = 4b0000; end end always (Q1) if (Q1=4h9) COUT = 1b1; else COUT = 1b0; endmodule編寫(xiě)Verilog程序描述一個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)以下功能：設(shè)計(jì)帶有異步復(fù)位、同步計(jì)數(shù)使能和可預(yù)置型的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。具有5個(gè)輸入端口（CLK、RST、EN、LOAD、DATA）。CLK輸入時(shí)鐘信號(hào)；RST起異步復(fù)位作用，RST=0，復(fù)位；EN是時(shí)鐘使能,EN=1,允許加載或計(jì)數(shù)；LOAD是數(shù)據(jù)加載控制，LOAD=0，向內(nèi)部寄存器加載數(shù)據(jù)；DATA是4位并行加載的數(shù)據(jù)。有兩個(gè)輸出

5、端口（DOUT和COUT）。DOUT的位寬為4，輸出計(jì)數(shù)值，從0到9；COUT是輸出進(jìn)位標(biāo)志，位寬為1，每當(dāng)DOUT為9時(shí)輸出一個(gè)高電平脈沖。四、實(shí)驗(yàn)方法 1、在非C盤(pán)中建立一個(gè)CNT10的文件夾，啟動(dòng)Quartus II軟件，新建一個(gè)Verilog HDL File，如圖所示：2、編寫(xiě)如圖的Verilog程序，存盤(pán)，文件名為CNT10.V。 存盤(pán)后會(huì)出現(xiàn)如圖所示的對(duì)話框，問(wèn)是否建立一個(gè)新的工程，點(diǎn)擊“是”。 然后添加工程文件 選擇如圖所示的元件最后完成工程的建立，進(jìn)行編譯。3、通過(guò)編譯后，建立波形文件 把上圖中的輸入、輸出端口放入仿真列表中，并對(duì)各輸入端進(jìn)行仿真設(shè)置，CLK設(shè)置時(shí)鐘，EN、RST、LOAD設(shè)置高低電平，DATA設(shè)置數(shù)值，如圖所示最后保存，文件名為CNT10.vwf4、進(jìn)行仿真，