verilog有限状态机实验报告(附源代码)

有限状态机实验报告

一、实验目的

●进一步学习时序逻辑电路

●了解有限状态机的工作原理

●学会使用“三段式”有限状态机设计电路

●掌握按键去抖动、信号取边沿等处理技巧

二、实验内容

用三段式有限状态机实现序列检测功能电路

a)按从高位到低位逐位串行输入一个序列，输入用拨动开关实现。

b)每当检测到序列“1101”（不重叠）时，LED指示灯亮，否则灭，例如

i.输入：1 1 0 1 1 0 1 1 0 1

ii.输出：0 0 0 1 0 0 0 0 0 1

c)用八段数码管显示最后输入的四个数，每输入一个数，数码管变化一次

d)按键按下的瞬间将拨动开关状态锁存

i.注意防抖动（按键按下瞬间可能会有多次的电平跳变）

三、实验结果

1.Rst_n为0时数码管显示0000，led灯不亮，rst_n拨为1，可以开始输入，将输

入的开关拨到1，按下按钮，数码管示数变为0001，之后一次类推分别输入1，

0,1，按下按钮后，数码管为1101，LED灯亮，再输入1，LED灯灭，之后再输

入0，1（即共输入1101101使1101重叠，第二次LED灯不亮），之后单独输入

1101，LED灯亮

2.仿真图像

刚启动时使用rst_n

一段时间后

其中Y代表输出，即控制led灯的信号，sel表示数码管的选择信号，seg表示数码管信号

四、实验分析

1、实验基本结构

其中状态机部分使用三段式结构：

2、整体结构为：

建立一下模块：

Anti_dither.v

输入按键信号和时钟信号，输出去除抖动的按键信号生成的脉冲信号op

这一模块实现思路是利用按钮按下时会持续10ms以上而上下抖动时接触时间不超过10ms来给向下接触的时间计时，达到上限时间才产生输出。

Num.v

输入op和序列输入信号A,时钟信号clk和复位信号，复位信号将num置零，否则若收到脉冲信号则将num左移一位并将输入存进最后一位。输出的num即为即将在数码管上显示的值

Scan.v

输入时钟信号，对其降频以产生1ms一次的扫描信号。

Trigger.v

这一模块即为状态机模块，按三段式书写。

整个模块的输入为时钟信号，脉冲信号，序列输入变量，复位信号，输出LED灯控制信号Y。

第一段是状态转换模块，为时序逻辑电路，功能是描述次态寄存器迁移到现态寄存器。即如果收到复位信号将现态置零，否则将上次得到的next_state赋给current_state。

第二段是描述状态转移的条件判断，即对于输入的现态，判定对于不同的输入A(或无输入)，下一状态将怎么确定。为组合逻辑电路。

第三段是格式化描述次态寄存器输出，即处理输出信号。即对于不同的现态和输入得到输出。

Display.v

这一模块输入已经得到的结果，来产生显示。

输入时钟信号，扫描信号，复位信号和之前得到的num和Y输出，来得到数码管的显示sel和seg以及LED灯的亮灭。其中对得到的扫描信号再次分频，得到1/4的频率分别显示num的四位。

Top.v

综合各模块。

测试代码：

用forever使时钟动起来后，先复位，然后模拟各输出和按钮信号的短时抖动，并将上述过程放入forever中重复进行。

五、附录

源代码：

Anti_dither.v

module anti_dither(

input clk,

input btn,

input rst_n,

output reg op

);

reg [19:0] cnt;

reg oi;

initial

begin

op=0;

cnt=0;

oi=0;

end

always@(posedge clk) begin

if(op==1)

op=0;

if(btn!=oi)

begin

if(cnt==20'd1000_000)

cnt=0;

else

begin

cnt=cnt+1;

if(cnt==20'd999_999)

begin

oi=btn;

if(btn==1)

op=1;

end

end

end

else

cnt=0;

end

endmodule

num.v

module num(

input op,

input A,

input clk,

input rst_n,

output reg [3:0] num

);

initial num=4'b0;

always@(posedge clk)

if(~rst_n)

num=4'b0;

else if(op)

begin

num[3]=num[2];

num[2]=num[1];

num[1]=num[0];

num[0]=A;

end

endmodule

scan.v

module scan(

input clk,

output reg scan

);

reg [16:0] cnt_scan;

initial cnt_scan=17'b0;

initial scan=0;

always@(posedge clk)

begin

if(cnt_scan==17'd99_999)

begin

cnt_scan=0;

scan=17'b1;

end

else

begin

cnt_scan=cnt_scan+17'b1;

scan=17'b0;

end

end

endmodule

trigger.v

module trigger(

input clk,

input op,

input A,

input rst_n,

output reg Y

//output reg [2:0] NQ,

//output reg [2:0] Q

);

reg [2:0] Q;

reg [2:0] NQ;

always@(posedge clk or negedge rst_n) begin

if(~rst_n)

Q=3'b0;

else

Q=NQ;

end

always@(*)

begin

if(~rst_n)

NQ=3'b0;

else

begin

if(op)

case(Q)

3'b000:

begin

if(A)

NQ=3'b001;

else

NQ=3'b000; end

3'b001:

begin

if(A)

NQ=3'b010;

else

NQ=3'b000; end

3'b010:

begin

if(A)

NQ=3'b010;

else

NQ=3'b011; end

3'b011:

begin

if(A)

NQ=3'b100;

else

NQ=3'b000;

end

3'b100:

begin

if(A)

NQ=3'b001;

else

NQ=3'b000;

end

default:

;

endcase//else if

else

NQ=Q;

end

end

always@(posedge clk or negedge rst_n) begin

if(~rst_n)

Y=0;

else if(NQ==3'b100)

Y=1;

else

Y=0;

end

endmodule

display.v

module display(

input scan,

input clk,

input rst_n,

input [3:0] num,

input Y,

output reg led,

output reg [3:0] sel,

output reg [7:0] seg

);

reg [1:0] a;

reg display_num;

initial a=2'b0;

initial display_num=0; initial seg=8'b0000_0011; initial led=0;

initial sel=4'b0111;

always@(posedge clk) begin

if(~rst_n)

begin

a=2'b0;

display_num=0;

end

else if(scan)

begin

if(a==2'b11)

a=2'b0;

else

a=a+2'b1;

end

case(a)

2'b0:

begin

sel=4'b0111;

display_num=num[3];

end

2'b01:

begin

display_num=num[2];

sel=4'b1011;

end

2'b10:

begin

display_num=num[1];

sel=4'b1101;

end

default:

begin

sel=4'b1110;

display_num=num[0];

end

endcase

if(display_num)

seg=8'b1001_1111;

else

seg=8'b0000_0011;

end

always@(posedge clk)

begin

if(Y)

led=1;

else

led=0;

end

endmodule

top.v

module top(

input clk,

input rst_n,

input btn,

input A,

output [7:0]seg,

output [3:0] sel,

output led

);

wire oi;

wire op;

wire [3:0] num;

wire scan;

wire Y;

anti_dither u_anti_dither( .clk (clk ),

.btn (btn ),

.rst_n (rst_n ),

.op (op ) );

num u_num(

.op (op ),

.A (A ), .rst_n (rst_n ),

.clk (clk ),

.num (num ) );

display u_display(

.scan (scan ), .clk (clk ),

.rst_n (rst_n ),

.num (num ),

.Y (Y ), .led (led ),

.sel (sel ),

.seg (seg )

);

scan u_scan(

.clk (clk ),

.scan (scan )

);

trigger u_trigger(

.op (op ),

.A (A ),

.clk (clk ),

.rst_n (rst_n ),

.Y (Y )

);

endmodule

仿真代码：

module test2;

// Inputs

reg clk;

reg rst_n;

reg btn;

reg A;

// Outputs

VerilogHDL经典程序非常适合新手

一、2线-4线译码器 module counter4(q1,q0,ncr,cp); input cp,ncr; output q1,q0; reg q1,q0; always@(posedge cp or negedge ncr) begin if(~ncr){q1,q0}<=2'b00; else{q1,q0}<={q1,q0}+1'b1; end endmodule 二、4选1数据选择器 module selector4_1(i0,i1,i2,i3,a1,a0,y); input i0,i1,i2,i3,a1,a0; output y; reg y; always@(a1or a0) begin case({a1,a0}) 2'b00:y=i0; 2'b01:y=i1; 2'b10:y=i2; 2'b11:y=i3; default:y=0; 一、2线-4线译码器 module counter4(q1,q0,ncr,cp); input cp,ncr; output q1,q0; reg q1,q0; always@(posedge cp or negedge ncr) begin if(~ncr){q1,q0}<=2'b00; else{q1,q0}<={q1,q0}+1'b1; end endmodule 二、4选1数据选择器 module selector4_1(i0,i1,i2,i3,a1,a0,y); input i0,i1,i2,i3,a1,a0; output y; reg y; always@(a1or a0) begin case({a1,a0}) 2'b00:y=i0;

帧格式头数据检测_VerilogHDL有限状态机

题目1:串行通讯中，经常要检测数据包的开始标志，例如：USB 数据包的起 始数据是8‘b00101010设计一个电路，能够检测串行数据流中的特殊数据串，并在数据串有效时，给出相应的指示信号； (1)RTL Code /*信号定义与说明 Clk:同步时钟 rstb: 异步复位信号，低电平复位 up_down: 加/减计数方向控制信号，1为加计数 Din：串行数据输入 pat_det: 检测结果输出 */ `timescale 1ns/1ns module serialdata(din,clk,rstb,pat_det); input clk,rstb; input din; output pat_det; parameter S0='d0,S1='d1,S2='d2,S3='d3,S4='d4,S5='d5,S6='d6,IDLE='d7; reg[2:0] state; assign pat_det=(state= =S6&&din= =0)?1:0; always@(posedge clk or negedge rstb) begin if(!rstb) state<=IDLE; else begin case(state) IDLE: begin if(din==0) state<=S0; else state<=IDLE; end S0: begin if(din==0) state<=S1; else state<=IDLE; end S1: begin if(din==1) state<=S2; else state<=S1; end S2:

begin if(din==0) state<=S3; else state<=IDLE; end S3: begin if(din==1) state<=S4; else state<=S1; end S4: begin if(din==0) state<=S5; else state<=IDLE; end S5: begin if(din==1) state<=S6; else state<=S1; end S6: state<=IDLE; default: state<=IDLE; endcase end end endmodule (2)Test File `timescale 1ns/1ns `include "serialdata.v" module tb_serialdata; reg clk,rstb; wire din; wire pat_det; reg[31:0] data; assign din=data[31]; serialdata t1(din,clk,rstb,pat_det); initial begin clk=1'b0; rstb=1'b0; data=32'b1001_0010_1010_1100_1010_1000_1010_1010; #10 rstb=1'b1; #640 $stop; end

verilog可综合有限状态机的4种写法(夏文宇书注)

verilog可综合有限状态机的4种写法（夏文宇书注） 第一种：自然编码 module fsm1( input i_clk, input rst_n, input A, output reg K1, output reg K2, output reg [1:0] state ); parameter Idle=2'b00, Start=2'b01, Stop=2'b10, Clear=2'b11; [email=always@(posedge]always@(posedge[/email] i_clk) if(!rst_n) begin state<=Idle; K2<=0; K1<=0; end else case(state) Idle:if(A) begin state<=Start; K1<=0; end else begin state<=Idle; K2<=0; K1<=0; end Start:if(!A) state<=Stop; else state<=Start; Stop:if(A) begin state<=Clear; K2<=1;

else begin state<=Stop; K2<=0; K1<=0; end Clear:if(!A) begin state<=Idle; K1<=1; K2<=0; end else begin state<=Clear; K2<=0; K1<=1; end default: state<=Idle; endcase endmodule 这种大家应该都熟悉的 第二种：采用独热编码，据说其可靠性和速度都不错module fsm2( input i_clk, input rst_n, input A, output reg K1, output reg K2, output reg [3:0] state ); parameter Idle=4'b1000; parameter Start=4'b0100; parameter Stop=4'b0010; parameter Clear=4'b0001; always@(posedge i_clk) begin if(!rst_n)

Verilog HDL实验报告

HDL实验报告 专业电子科学与技术 姓名 学号 指导老师

1 实验一Modelsim仿真软件的使用 1.1 实验目的 (1)熟悉Modelsim 软件； (2)掌握Modelsim 软件的编译、仿真方法； (3)熟练运用Modelsim 软件进行HDL 程序设计开发。 1.2 实验步骤 (1)学习使用Modelsim软件； (2)分析原理及功能； (3)用Verilog HDL编写程序； (4)编写测试程序进行仿真； (4)观察波形，分析仿真结果是否正确。 1.3 实验内容 用Verilog HDL 程序实现一个异或门，Modelsim 仿真，观察效果。 1.4.1 程序 module my_xor(ina,inb,out); input ina,inb; output out; assign out=ina^inb; endmodule module t_xor; reg ina,inb; wire out; initial begin ina=1'b0; forever #20 ina=~ina; end initial begin inb=1'b0; forever #10 inb=~inb; end my_xor tt(.ina(ina),.inb(inb),.out(out)); endmodule

2 实验二简单组合电路设计 2.1 实验目的 (1)掌握基于Modelsim 的数字电路设计方法； (2)熟练掌握HDL 程序的不同实现方法 2.2 实验步骤 (1)分析原理及功能； (2)根据原理用Verilog HDL编写程序； (3)编写测试程序进行仿真； (4)观察波形，分析仿真结果是否正确。 2.3 实验内容 设计一个三人表决器(高电平表示通过) ，实验内容如下： (1)三个人，一个主裁判，两个副裁判； (2)规则：只要主裁判同意，输出结果为通过；否则，按少数服从多数原则决定是否通过。使用Verilog HDL 程序实现上述实验内容，并使用modelsim 仿真(要求：至少使用两种方法实现上述实验内容和testbench)。 2.4.1 程序 方法1： module voter(v0,v1,v2,y); input v0,v1,v2; output y; assign y=v0|(v1&v2); endmodule 方法2： module voter(v0,v1,v2,y); input v0,v1,v2; output reg y; always @(v0,v1,v2) begin if(v0) y=1;

74LS138Verilog源码

`timescale 1ns / 1ps ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // Company: // Engineer: // // Create Date: 2020/02/28 13:40:03 // Design Name: // Module Name: _74ls138 // Project Name: // Target Devices: // Tool Versions: // Description: // // Dependencies: // // Revision: // Revision 0.01 - File Created // Additional Comments: // ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// module _74ls138(nE1,nE2,E3,B,nY); input nE1,nE2,E3; input [2:0]B; output[7:0]nY; reg[7:0]nY; always@(nE1,nE2,E3,B) if(!nE1 && !nE2 && E3) begin case(B) 3'b000: nY = 8'b1111_1110; 3'b001: nY = 8'b1111_1101; 3'b010: nY = 8'b1111_1011; 3'b011: nY = 8'b1111_0111; 3'b100: nY = 8'b1110_1111; 3'b101: nY = 8'b1101_1111; 3'b110: nY = 8'b1011_1111; 3'b111: nY = 8'b0111_1111; default:nY = 8'b1111_1111; endcase end

Verilog三段式状态机的建模方法和注意事项

Verilog三段式状态机(FSM) 网上收集整理…… 时序电路的状态是一个状态变量集合，这些状态变量在任意时刻的值都包含了为确定电路的未来行为而必需考虑的所有历史信息。 状态机采用VerilogHDL语言编码，建议分为三个always段完成。这是为什么呢？ 设计FSM的方法和技巧多种多样，但是总结起来有两大类：第一种，将状态转移和状态的操作和判断等写到一个模块（process、block）中。另一种是将状态转移单独写成一个模块，将状态的操作和判断等写到另一个模块中（在Verilog代码中，相当于使用两个“always”block）。其中较好的方式是后者。其原因如下。 首先FSM和其他设计一样，最好使用同步时序方式设计，好处不再累述。而状态机实现后，状态转移是用寄存器实现的，是同步时序部分。状态的转移条件的判断是通过组合逻辑判断实现的，之所以第二种比第一种编码方式合理，就在于第二种编码将同步时序和组合逻辑分别放到不同的程序块（process，block）中实现。这样做的好处不仅仅是便于阅读、理解、维护，更重要的是利于综合器优化代码，利于用户添加合适的时序约束条件，利于布局布线器实现设计。 三段式建模描述FSM的状态机输出时，只需指定case敏感表为次态寄存器，然后直接在每个次态的case分支中描述该状态的输出即可，不用考虑状态转移条件。 三段式描述方法虽然代码结构复杂了一些，但是换来的优势是使FSM做到了同步寄存器输出，消除了组合逻辑输出的不稳定与毛刺的隐患，而且更利于时序路径分组，一般来说在FPGA/CPLD等可编程逻辑器件上的综合与布局布线效果更佳。 示例如下： //第一个进程，同步时序always模块，格式化描述次态寄存器迁移到现态寄存器 always @ (posedge clk or negedge rst_n) //异步复位 if(!rst_n) current_state <= IDLE; else current_state <= next_state;//注意，使用的是非阻塞赋值 //第二个进程，组合逻辑always模块，描述状态转移条件判断 always @ (current_state) //电平触发 begin next_state = x; //要初始化，使得系统复位后能进入正确的状态 case(current_state) S1: if(...) next_state = S2; //阻塞赋值 ... endcase end

北航电子电路设计数字部分实验报告

电子电路设计数字部分实验报告 学院： 姓名：

实验一简单组合逻辑设计 实验内容 描述一个可综合的数据比较器，比较数据a 、b的大小，若相同，则给出结果1，否则给出结果0。 实验仿真结果 实验代码 主程序 module compare(equal,a,b); input[7:0] a,b; output equal; assign equal=(a>b)1:0; endmodule 测试程序

module t; reg[7:0] a,b; reg clock,k; wire equal; initial begin a=0; b=0; clock=0; k=0; end always #50 clock = ~clock; always @ (posedge clock) begin a[0]={$random}%2; a[1]={$random}%2; a[2]={$random}%2; a[3]={$random}%2; a[4]={$random}%2; a[5]={$random}%2; a[6]={$random}%2; a[7]={$random}%2; b[0]={$random}%2; b[1]={$random}%2; b[2]={$random}%2; b[3]={$random}%2; b[4]={$random}%2;

b[5]={$random}%2; b[6]={$random}%2; b[7]={$random}%2; end initial begin #100000 $stop;end compare m(.equal(equal),.a(a),.b(b)); endmodule 实验二简单分频时序逻辑电路的设计 实验内容 用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构表述一个1/2分频器的可综合模型，观察时序仿真结果。 实验仿真结果

verilog hdl 实验报告

Verilog HDL数字系统设计 实验报告汇总 任课教师 实验者姓名 学号 实验指导教师

姓名学号 时间地点 实验题目阻塞赋值与非阻塞赋值的区别 一．实验目的与要求 (1)通过实验，掌握阻塞赋值与非阻塞赋值的概念与区别; (2)了解非阻塞赋值和阻塞赋值的不同使用场合; (3)学习测试模块的编写,综合和不同层次的仿真。 二．实验环境 仿真软件： modlsim6.2SE 三．实验内容 阻塞赋值与非阻塞赋值,在教材中已经了解了他们之间在语法上的区别以及综合后所得到的

电路结构上的区别。在always块中,阻塞赋值可以理解为赋值语句是并发执行的。时序逻辑设计中,通常都使用非阻塞赋值语句,而在实现组合逻辑的assign结构中,或者always快结构中都必须采用阻塞赋值语句。 四．系统框图 五．实验波形图 六．实验体会 (1)一开始使用modelsimSE6.2时候不知道建立工作区的方法。后面请教了毕老师才知道如何来建立工作区。 (2)编译时候错误看不懂，细心找才发现‘ ` 两个符号有区别 (3)波形找不到，后来发现时没有放大。 七．代码附录： 源代码：

// ---------- 模块源代码：---------------------- // ------------- blocking.v --------------- module blocking(clk,a,b,c); output [3:0] b,c; input [3:0] a; input clk; reg [3:0] b,c; always @(posedge clk) begin b = a; c = b; $display("Blocking: a = %d, b = %d, c = %d ",a,b,c); end endmodule //------------- non_blocking.v ------------------- module non_blocking(clk,a,b,c); output [3:0] b,c; input [3:0] a; input clk; reg [3:0] b,c; always @(posedge clk) begin b <= a; c <= b; $display("Non_Blocking: a = %d, b = %d, c = %d ",a,b,c); end endmodule 测试模块： // ---------- 测试模块源代码：-------------------------- //------------- compareTop.v -----------------------------

全数字锁相环的verilog源代码讲解

支持论坛发展帖出全数字锁相环的verilog源代码,仿真已通过 module dpll(reset,clk,signal_in,signal_out,syn; parameter para_K=4; parameter para_N=16; input reset; input clk; input signal_in; output signal_out; output syn; reg signal_out; reg dpout; reg delclk; reg addclk; reg add_del_clkout; reg [7:0]up_down_cnt; reg [2:0]cnt8; reg [8:0]cnt_N; reg syn; reg dpout_delay; reg [8:0]cnt_dpout_high; reg [8:0]cnt_dpout_low; /******phase detector*****/ always@(signal_in or signal_out begin dpout<=signal_in^signal_out; end /******synchronization establish detector*****/ always@(posedge clk or negedge reset begin if(!reset dpout_delay<='b0; else dpout_delay<=dpout; end always@(posedge clk or negedge reset begin if(!reset begin cnt_dpout_high<='b0; cnt_dpout_low<='b0; end else if(dpout if(dpout_delay==0 cnt_dpout_high<='b0; else if(cnt_dpout_high==8'b11111111 cnt_dpout_high<='b0; else cnt_dpout_high<=cnt_dpout_high+1; else if(!dpout if(dpout_delay==1 cnt_dpout_low<='b0; else if(cnt_dpout_low==8'b11111111 cnt_dpout_low<='b0; else cnt_dpout_low<=cnt_dpout_low+1; end always@(posedge clk or negedge reset begin if(!reset syn<='b0; else if((dpout&&!dpout_delay||(!dpout&&dpout_delay if(cnt_dpout_high[8:0]-cnt_dpout_low[8:0]<=4||cnt_dpout_low[8:0]- cnt_dpout_high[8:0]<=4 syn<='b1; else syn<='b0; end /****up down couter with mod=K****/ always@(posedge clk or negedge reset begin if(!reset begin delclk<='b0; addclk<='b0; up_down_cnt<='b00000000; end else begin if(!dpout begin delclk<='b0; if(up_down_cnt==para_K-1 begin up_down_cnt<='b00000000; addclk<='b0; end else begin up_down_cnt<=up_down_cnt+1; addclk<='b0; end end else begin addclk<='b0; if(up_down_cnt=='b0 begin up_down_cnt<=para_K-1; delclk<='b0; end else if(up_down_cnt==1 begin delclk<='b1; up_down_cnt<=up_down_cnt-1; end else up_down_cnt<=up_down_cnt-1; end end end /******add and delete clk*****/ always@(posedge clk or negedge reset begin if(!reset begin cnt8<='b000; end else begin if(cnt8=='b111 begin cnt8<='b000; end else if(addclk&&!syn begin cnt8<=cnt8+2; end else if(delclk&&!syn

verilog有限状态机实验报告(附源代码)

有限状态机实验报告 一、实验目的 ●进一步学习时序逻辑电路 ●了解有限状态机的工作原理 ●学会使用“三段式”有限状态机设计电路 ●掌握按键去抖动、信号取边沿等处理技巧 二、实验内容 用三段式有限状态机实现序列检测功能电路 a)按从高位到低位逐位串行输入一个序列，输入用拨动开关实现。 b)每当检测到序列“1101”（不重叠）时，LED指示灯亮，否则灭，例如 i.输入：1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 ii.输出：0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 c)用八段数码管显示最后输入的四个数，每输入一个数，数码管变化一次 d)按键按下的瞬间将拨动开关状态锁存 i.注意防抖动（按键按下瞬间可能会有多次的电平跳变） 三、实验结果 1.Rst_n为0时数码管显示0000，led灯不亮，rst_n拨为1，可以开始输入，将输 入的开关拨到1，按下按钮，数码管示数变为0001，之后一次类推分别输入1， 0,1，按下按钮后，数码管为1101，LED灯亮，再输入1，LED灯灭，之后再输 入0，1（即共输入1101101使1101重叠，第二次LED灯不亮），之后单独输入

1101，LED灯亮 2.仿真图像 刚启动时使用rst_n 一段时间后 其中Y代表输出，即控制led灯的信号，sel表示数码管的选择信号，seg表示数码管信号 四、实验分析 1、实验基本结构

其中状态机部分使用三段式结构： 2、整体结构为：

建立一下模块： Anti_dither.v 输入按键信号和时钟信号，输出去除抖动的按键信号生成的脉冲信号op 这一模块实现思路是利用按钮按下时会持续10ms以上而上下抖动时接触时间不超过10ms来给向下接触的时间计时，达到上限时间才产生输出。 Num.v 输入op和序列输入信号A,时钟信号clk和复位信号，复位信号将num置零，否则若收到脉冲信号则将num左移一位并将输入存进最后一位。输出的num即为即将在数码管上显示的值 Scan.v 输入时钟信号，对其降频以产生1ms一次的扫描信号。 Trigger.v 这一模块即为状态机模块，按三段式书写。 整个模块的输入为时钟信号，脉冲信号，序列输入变量，复位信号，输出LED灯控制信号Y。 第一段是状态转换模块，为时序逻辑电路，功能是描述次态寄存器迁移到现态寄存器。即如果收到复位信号将现态置零，否则将上次得到的next_state赋给current_state。

北航verilog实验报告(全)

目录 实验一 (2) 实验二 (9) 实验三 (21) 实验四 (44)

实验一 实验目的：熟悉硬件开发流程，掌握Modelsim设计与仿真环境，学会简单组合逻辑电路、简单时序逻辑电路设计，不要求掌握综合和综合后仿真。 实验内容：必做实验：练习一、简单的组合逻辑设计 练习二、简单分频时序逻辑电路的设计 选做实验：选做一、练习一的练习题 选做二、7段数码管译码电路 练习一、简单的组合逻辑设计 描述一个可综合的数据比较器，比较数据a 、b的大小，若相同，则给出结果1，否则给出结果0。 实验代码： 模块源代码： module compare(equal,a,b); input a,b; output equal; assign equal=(a==b)?1:0; endmodule 测试模块源代码： `timescale 1ns/1ns `include "./compare.v" module t; reg a,b; wire equal; initial begin a=0; b=0; #100 a=0;b=1; #100 a=1;b=1;

#100 a=1;b=0; #100 a=0;b=0; #100 $stop; end compare m(.equal(equal),.a(a),.b(b)); endmodule 实验波形 练习二、简单分频时序逻辑电路的设计 用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构表述一个1/2分频器的可综合模型，观察时序仿真结果。 实验代码： 模块源代码： module halfclk(reset,clkin,clkout); input clkin,reset; output clkout; reg clkout; always@(posedge clkin) begin if(!reset) clkout=0; else clkout=~clkout; end endmodule 测试模块源代码： `timescale 1ns/100ps `define clkcycle 50 module tt; reg clkin,reset; wire clkout;

Verilog实验报告交通灯

V e r i l o g实验报告交通 灯 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

V e r i l o g实验报告---第四次交通灯 班级：集电0802班 姓名：张鹏 学号： 04086057 序号： 16 一、规范 （1）具有开关功能：当reset=0时红绿灯关闭，使主支干道六个灯全灭； （2）具有四个功能：当reset=1且func=2’b00时，主干道和支路正常计数； 且func=2’b01时，支干道一直绿灯，主干道一直红灯； 且func=2’b10时，主干道一直绿灯，支干道一直红灯； 且func=2’b11时，主干道和支干道一直黄灯闪； （3）计数器频率：运行频率2Hz计数器； （4）信号灯种类：红、黄、绿； （5）信号灯计执行时间关系：主干道：绿灯常亮+绿灯闪+黄灯=支干道：红灯常亮； 此设计中： 主干道：绿灯常亮=57s,T绿灯闪=3s,T黄灯亮=3s 支干道：绿灯常亮=15s,T绿灯闪=3s,T黄灯亮=3s （6）信号灯到计时功能：信号灯预置后，开始执行2Hz计数器； （7）信号灯跳转功能：当各信号灯计时至T时在下一个时钟信号上升沿到来时自动转为下一状态； （8）信号灯各状态跳转关系：绿-黄-红-绿； 二、输入输出定义

状态转移图： 四、测试代码 module frequency_divider_small(reset,clk,out); eset(reset),.clk(clk),.func(func),.green(green),.red(red),.yellow(yellow)); always #10 clk=~clk; initial begin reset=0; clk=1; func=2'b00; #20 reset=1; #21000 func=2'b01; #10000 func=2'b10; #10000 func=2'b11; end endmodule 波形： 五、源代码 module frequency_divider(reset,clk,out);eset(reset),.clk(clk),.out(in));//调用分频模块 always @ (posedge clk or negedge reset) if(!reset) begin cnt<=7'd0; state<=3'd1; green<=2'b00; red<=2'b00; yellow<=2'b00; end else if(in)//分频器结果当主模块始能 if(func==2'b00)//选择不同功能控制开关 if(cnt==7'd0) case(state)//选择不同状态 3'd1:begin cnt<=greentime1<<1;

数字逻辑实验报告-Verilog时序逻辑设计

电子科技大学 实验报告 学生姓名：任彦璟学号：2015040101018 指导教师：吉家成米源王华 一、实验项目名称：Verilog时序逻辑设计 二、实验目的： 掌握边沿D触发器74x74、同步计数器74x163、4位通用移位寄存器74x194，的工作原理。 设计移位寄存器74x194设计3位最大序列长度线性反馈移位寄存器（LFSR：Linear Feedback Shift Register）计数器。 设计同步计数器74x163 。 三、实验内容： 1．设计边沿D触发器74x74。 2．设计通用移位寄存器74x194。 3．采用1片74x194和其它小规模逻辑门设计3位LFSR计数器。 4．设计4位同步计数器74x163。 四、实验原理： 74x74逻辑电路图

CLK_D CLR_L_D S1_L S1_H S0_L S0_H w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8 w9 w10 w11 w12 w13 w14 w15 w16 w17 w18 w19 w20 74x194逻辑电路图 3位LFSR逻辑电路图

74x163逻辑电路图 上图的设计可以采用门级描述，也可以采用教材《数字设计—原理与实践》（第4版）第525页的表8-20中的行为描述 五、实验器材（设备、元器件）： PC 机、Windows XP 、Anvyl 或Nexys3开发板、Xilinx ISE 14.7开发工具、Digilent Adept 下载工具。 六、实验步骤： 实验步骤包括：建立新工程，设计代码与输入，设计测试文件，设置仿真，查看波形，约束与实现、生成流代码与下载调试。 七、关键源代 码及波形图： 1．D 触发器的Verilog 代码 源码如下 module vr74x74(CLK, D, PR_L, CLR_L, Q, QN); input CLK, D, PR_L, CLR_L ; output Q, QN ; wire w1, w2, w3, w4 ; nand (w1, PR_L, w2, w4); nand (w2, CLR_L, w1, CLK) ; nand (w3, w2, CLK, w4) ; nand (w4, CLR_L, w3, D) ; nand (Q, PR_L, w2, QN); nand (QN, Q, w3, CLR_L); endmodule

通过Verilog实现交通灯设计实验报告

电子科技大学 实 验 报 告 一、实验室名称：虚拟仪器实验室 二、实验项目名称：交通灯设计实验 三、实验学时：4学时 四、实验原理

假设交通灯处于南北和东西两条大街的“十”字路口，如图1所示。用FPGA 开发板的LED 灯来模拟红、黄、绿3种颜色信号，并按一定顺序、时延来点亮LED ，如图2所示。图3给出了交通灯的状态转移图。设计使用频率为1Hz 的时钟来驱动电路（注1：仿真时采用1MHz 的时钟来驱动电路），则停留1个时钟可得到1S 的延时，类似停留3个时钟可得到3S 的延时，停留15个时钟可得到15S 的延时（注2：开发板工作时钟为50MHz ）。 北 南 西东 图1. 六个彩色LED 可以表示一组交通信号灯 图2. 交通灯状态 南北 东西 红 黄 绿 红 黄 绿 S0 1 0 0 0 0 1 S1 1 0 0 0 1 0 S2 1 0 0 1 0 0 S3 0 0 1 1 0 0 S4 0 1 0 1 0 0 S5 1 0 0 1 0 0

图3. 交通灯的状态转移图 顶层模块 时钟分频模块状态机跳转模块 图4. 交通灯的原理框图 五、实验目的 本实验是有限状态机的典型综合实验，掌握如何使用状态转移图来定义Mealy状态机和Moore状态机，熟悉利用HDL代码输入方式进行电路的设计和仿真的流程，掌握Verilog语言的基本语法。并通过一个交通灯的设计掌握利用EDA软件（Xilinx ISE 13.2）进行HDL代码输入方式的电子线路设计与仿真的详细流程。。 六、实验内容 在Xilinx ISE 13.2上完成交通灯设计，输入设计文件，生成二进制码流文件下载到FPGA开发板上进行验证。 七、实验器材（设备、元器件）

Verilog实验报告

实验报告格式要求 一、实验报告内容包括： （1）实验名称。 （2）实验目的。 （3）实验仪器及编号。写明仪器名称、型号、编号。 （4）实验原理。简单叙述有关实验原理（包括电路图或光路图或实验装置示意图）及测量中依据的的公式，式中各量的物理含义及单位，公式成立所应满足的实验条件等。 （5）实验内容及步骤。根据实验内容及实际的实验过程写明关键步骤和安全注意要点。 （6）实验观测记录。记录原始测量数据、图形等有关原始量，形式上要求整齐规范。 （7）数据处理结果。根据实验要求，采用合适的方法进行数据处理，误差分析，最后写出实际结果。 （8）小结或讨论。内容不限。可以是实验中的现象分析，对实验关键问题的体会，实验的收获和建议，也可解答思考题。 二、书写次序 （1）到（5）是进行实验预习时就应该完成的。（6）在实验中完成。做完实验后再在预习报告基础上完成（7）（8）两项。 完成一个实验，就是一次最基本的科研训练，从预习到写出一个实验报告，每一步都有极其丰富的学习内容，要积极思考，认真对待。

实验（一）简单的组合逻辑设计 实验日期2014-10-31 同组者姓名 一、实验目的 [1] 掌握基本组合逻辑电路的实现方法 [2] 初步了解两种基本组合逻辑电路的生成方法 [3] 学习测试模块的编写 [4] 通过综合和布局布线了解不同层次仿真的物理意义 二、实验仪器 计算机、FPGA开发板 三、实验内容 [1] 在ISE软件环境中进行一次完整的设计流程，并在FPGA开发板上实现与门的功能。 [2] 完成一个可综合的数据比较器的程序。 [3] 完成数据比较器的测试模块。 [4] 发挥部分：设计一个多位（2位）的数据比较器并在FPGA开发板上实现该比较器。 四、实验步骤、分析及结果（在下面写出你的代码） 代码： module compare( input a, input b, output c ); assign c=a&b; endmodule 结果如图所示：

第10章例题verilog源代码(夏宇闻版)

第十章例题 module add_4( X, Y, sum, C); input [3 : 0] X, Y; output [3: 0] sum; output C; assign {C, Sum } = X + Y; endmodule //而16位加法器只需要扩大位数即可，见下例： module add_16( X, Y, sum, C); input [15 : 0] X, Y; output [15 : 0] sum; output C; assign {C, Sum } = X + Y; endmodule 快速乘法器常采用网格形式的迭带阵列结构，图10.3示出两个四位二进制数相乘的结构图，//用Verilog HDL来描述乘法器是相当容易的，只需要把运算表达式写出就可以了，见下例。module mult_4( X, Y, Product); input [3 : 0] X, Y; output [7 : 0] Product; assign Product = X * Y; endmodule // 而8位乘法器只需要扩大位数即可，见下例： module mult_8( X, Y, Product); input [7 : 0] X, Y; output [15 : 0] Product; assign Product = X * Y; endmodule

// 下面就是一个位数可以由用户定义的比较电路模块： module compare_n ( X, Y, XGY, XSY, XEY); input [width-1:0] X, Y; output XGY, XSY, XEY; reg XGY, XSY, XEY; parameter width = 8; always @ ( X or Y ) // 每当X 或Y 变化时 begin if ( X = = Y ) XEY = 1; // 设置X 等于Y的信号为1 else XEY = 0; if (X > Y) XGY = 1; // 设置X 大于Y的信号为1 else XGY = 0; if (X < Y) XSY = 1; // 设置X 小于Y的信号为1 else XSY = 0; end endmodule //下面就是带使能控制信号（nCS）的数据位宽可以由用户定义的(8位)八路数据通道选择器模块： module Mux_8( addr,in1, in2, in3, in4, in5, in6, in7, in8, Mout, nCS); input [2:0] addr; input [width-1:0] in1, in2, in3, in4, in5, in6, in7, in8; input nCS; output [width-1:0] Mout; parameter width = 8; always @ (addr or in1 or in2 or in3 or in4 or in5 or in6 or in7 or in8 or nCS) begin if (!nCS) //nCS 低电平使多路选择器工作 case(addr) 3’b000: Mout = in1; 3’b001: Mout = in2; 3’b010: Mout = in3; 3’b011: Mout = in4;

Verilog状态机的写法

Verilog状态机的写法－转 1 引言 Verilog HDL作为当今国际主流的HDL语言,在芯片的前端设计中有着广泛的应用。它的语法丰富，成功地应用于设计的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。可综合是指综合工具能将Verilog HDL代码转换成标准的门级结构网表，因此代码的描述必须符合一定的规则。大部分数字系统都可以分为控制单元和数据单元两个部分，控制单元的主体是一个状态机，它接收外部信号以及数据单元产生的状态信息，产生控制信号，因而状态机性能的好坏对系统性能有很大的影响。 有许多可综合状态机的Verilog代码描述风格，不同代码描述风格经综合后得到电路的物理实现在速度和面积上有很大差别。优秀的代码描述应当易于修改、易于编写和理解，有助于仿真和调试，并能生成高效的综合结果。 2 有限状态机 有限状态机(Finite State Machine,FSM)在数字系统设计中应用十分广泛。根据状态机的输出是否与输入有关，可将状态机分为两大类：摩尔(Moore)型状态机和米莉 (Mealy)型状态机。Moore型状态机的输出仅与现态有关；Mealy型状态机的输出不仅与现态有关，而且和输入也有关。图1是有限状态机的一般结构图，它主要包括三个部分，其中组合逻辑部分包括状态译码器和输出译码器，状态译码器确定状态机的下一个状态，输出译码器确定状态机的输出，状态寄存器属于时序逻辑部分，用来存储状态机的内部状态。 图1 状态机的结构框图 2.1 好的状态机标准 好的状态机的标准很多，最重要的几个方面如下： 第一，状态机要安全，是指FSM不会进入死循环，特别是不会进入非预知的状态，而且由于某些扰动进入非设计状态，也能很快的恢复到正常的状态循环中来。这里面有两层含义。其一要求该FSM的综合实现结果无毛刺等异常扰动，其