Verilog HDL 乘法器

目录

一、设计的性质、目的和任务 (2)

二、设计课题要求 (2)

1、基本要求 (2)

2、设计内容 (2)

三、总体设计 (3)

1、输入模块 (3)

2、乘法模块 (4)

3、选择模块 (5)

4、显示模块 (7)

5、符号模块...................... 错误！未定义书签。

四、总体调试与仿真结果 (13)

五、调试中遇到的问题及解决的方法 (13)

六、课程设计过程中的体会和感想 (14)

七、建议 (15)

一、设计的性质、目的和任务

熟悉EDA设计方法、设计语言和开发软件及设计实例，利用掌握的一种硬件描述语言（AHDL/VHDL/Verilog HDL）和EDA开发工具（MaxPlusⅡ）进行数字系统的设计开发及仿真。通过课程设计的锻炼，要求学生掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，培养学生的创新精神。

二、设计课题要求

（1）基本要求

掌握现代大规模集成数字逻辑电路的应用设计方法，进一步掌握电子仪器的正确使用方法，以及掌握利用计算机进行电子设计自动化(EDA)的基本方法。

（2）设计内容

设计一个两个5位数相乘的乘法器。用发光二极管显示输入数值，用7段显示器显示十进制结果。乘数和被乘数分两次输入。在输入乘数和被乘数时，要求显示十进制输入数据。输入显示和计算结果显示，采用分时显示方式进行，可参见计算器的显示功

能。注意，如果除法功能为引用功能模块，则难度系数将按照1到2.5计算。

#设计提示（仅供参考）：

通常表示带符号二进制数时，最高位为“0”表示“+”号，最高位为“1”表示“-”号，例如，01101表示“+1101”，而11101则表示“-1101”。乘法运算通常采用移位相加方法实现，见简略示意图。最终符号则用两个数的最高位采用“异或”逻辑得到。

三、总体设计

基于Verilog HDL 硬件语言的乘法器设计

（1）输入模块

该模块为乘数和被乘数输入，由ch（表示乘号）、rst（表示复位）控制。当rst=0、ch=0时，输入被乘数AO；当rst=0、ch=1时，输入乘数BO；当rst=1时，无论ch=0或1，输入均为零。程序如下：生成模块如下：

module shuru (date,ch,AO,BO,rst);

input ch;

input rst;

input [3:0]date;

output [3:0]AO,BO;

reg [3:0] AO,BO;

always@(date)

begin

case({ch,rst})

2'b00: AO=date;

2'b10: BO=date;

2'b01: AO=4'b0000;

2'b11: BO=4'b0000;

default:

begin

AO=4'bx;

BO=4'bx;

end

endcase

end

endmodule

波形仿真如下：

仿真输入被乘数10，乘数12；当复位为1时，输入的14和11均无效。

（2）乘法模块

将乘数b的每一位与被乘数a相乘，如果b的该位为0则相乘得

0；如果b的该位为1则相乘后左移相应的位数并寄存，最后累

加得出最终结果。

程序如下：生成模块如下：

module mult(out,a,b,clk);

output[7:0] out;

input[3:0] a,b;

input clk;

wire[7:0] out;

wire[5:0] out1;

wire[7:0] out2;

reg[6:0] temp3;

reg[5:0] temp2;

reg[4:0] temp1;

reg[3:0] temp0;

function[3:0] mult4;

input[3:0] operand;

input sel;

begin

mult4=(sel)?(operand):4'b0000;

end

endfunction

always @(posedge clk)

begin

temp0<=mult4(a,b[0]);

temp1<=((mult4(a,b[1]))<<1);

temp2<=((mult4(a,b[2]))<<2);

temp3<=((mult4(a,b[3]))<<3);

end

assign out1=temp0+temp1;

assign out2=temp2+temp3;

assign out=out1+out2;

endmodule

波形仿真如下：

仿真11*12

（3）选择模块

由ch（表乘号键）、dh（表等号键）控制，当ch=0，dh=0时选择被乘数的数值（ai）和符号（fa）；当ch=1，dh=0（即按下乘号键）时选择乘数的数值（bi）和符号（fb）；当ch=1，dh=1（即同时按下乘号键和等号键）时选择结果的数值（ci）和符号（fc）。程序如下：生成模块如下：module

choose(ch,dh,ai,bi,ci,fa,fb,fc,out,fo)

;

input fa,fb,fc;

input[3:0] ai,bi;

input[7:0] ci;

input ch,dh;

output fo;

output[7:0] out;

reg fo;

reg[7:0] out;

always@(ai or bi or ci)

begin

case({ch,dh})

2'b00:

begin

out=ai; fo=fa;

end

2'b10:

begin

out=bi; fo=fb;

end

2'b11:

begin

out=ci; fo=fc;

end

default:

begin

out=8'bx; fo=1'bx;

end

endcase

end

endmodule

波形仿真如下：

仿真被乘数为-9，乘数为10，结果为-11，选择结果为fo和out。

（4）显示模块

显示模块有LED显示模块和数码管显示模块。

LED显示模块

输入Ri为四位二进制数，分别取反赋值给L0,L1,L2,L3，由L0,L1,L2,L3控制LED的亮灭（输入1灯亮，输入0灯灭）。

程序如下：生成模块如下：

module ledxian(Ri,L0,L1,L2,L3);

input [3:0]Ri ;

output L0,L1,L2,L3;

assign L0=~Ri[0];

assign L1=~Ri[1];

assign L2=~Ri[2];

assign L3=~Ri[3];

endmodule

波形仿真如下：

数码管显示模块

二进制转十进制：

Step=0时，进行初始化；step=1时，若输入最高位有百位则A3加1，若最高位有十位则A2加1，若最高位只有个位则A1加1；Step=2时，分别将寄存数A3，A2，A1赋值给bai，shi，ge。如此循环直到输入值为0

module bdzhuanhuan(clk,DB,bai,shi,ge);

input clk;

input[7:0] DB;

output [3:0] bai,shi,ge;

reg [3:0] A1,A2,A3,bai,shi,ge;

reg [8:0] LDB;

reg [2:0] step;

always@(posedge clk)

begin

case(step)

0:

begin

LDB[7:0]<=DB;

step<=1;

A1<=0;

A2<=0;

A3<=0;

end

1:

begin

if(LDB>=100)

begin

A3<=A3+1;

LDB<=LDB-100;

end

else if((LDB>=10)&&(LDB<100)) begin

A2<=A2+1;

LDB<=LDB-10;

end

else if((LDB>=1)&&(LDB<10)) begin

A1<=LDB;

LDB<=0;

end

else

begin

step<=2;

end

end

2:

begin

bai<=A3;

shi<=A2;

ge<=A1;

step<=0;

end

default:step<=0;

endcase

end

endmodule

波形仿真如下：

仿真输入为159，得到分离结果bai=1，shi=5，ge=9

显示译码：

控制数码管各段的亮灭达到显示0~9的目的。module shumaxian(b,s,g,bai,shi,ge);

input [3:0]bai,shi,ge;

output [7:0]b,s,g;

reg [7:0]b,s,g;

always @(1)

begin

case(bai)

4'd0: b=8'b00000011;

4'd1: b=8'b10011111;

4'd2: b=8'b00100101;

4'd3: b=8'b00001101;

4'd4: b=8'b10011001;

4'd5: b=8'b01001001;

4'd6: b=8'b01000001;

4'd7: b=8'b00011111;

4'd8: b=8'b00000001;

4'd9: b=8'b00001001;

default: b=8'bx;

endcase

end

always @(1)

begin

case(shi)

4'd0: s=8'b00000011;

4'd1: s=8'b10011111;

4'd2: s=8'b00100101;

4'd3: s=8'b00001101;

4'd4: s=8'b10011001;

4'd5: s=8'b01001001;

4'd6: s=8'b01000001;

4'd7: s=8'b00011111;

4'd8: s=8'b00000001;

4'd9: s=8'b00001001;

default:s=8'bx;

endcase

end

always @(1)

begin

case(ge)

4'd0: g=8'b00000011;

4'd1: g=8'b10011111;

4'd2: g=8'b00100101;

4'd3: g=8'b00001101;

4'd4: g=8'b10011001;

4'd5: g=8'b01001001;

4'd6: g=8'b01000001;

4'd7: g=8'b00011111;

4'd8: g=8'b00000001;

4'd9: g=8'b00001001;

default: g=8'bx;

endcase

end

endmodule

波形仿真如下：

（5）符号模块

用乘号控制，当ch=0（未按下乘号）输入被乘数的符号，当ch=1（按下乘号）输入乘数的符号，程序如下。用异或运算结果的符号。

module sign(fin,fa,fb,ch);

input ch,fin;

output fa,fb;

reg fa,fb;

always@(fin)

begin

if(ch==0)

begin

fa=fin;

end

if(ch==1)

begin

fb=fin;

end

end

endmodule

符号输出时灭掉数码管除符号位以外的其他段，程序如下module mieguan(in,out,rst);

input in,rst;

output[7:0] out;

reg[7:0] out;

always@(1)

begin

case({in,rst})

2'b10: out=8'b1111_1101;

2'b00: out=8'b1111_1111;

2'b01: out=8'b1111_1111;

2'b11: out=8'b1111_1111;

default: out=8'bx;

endcase

end

endmodule

四、总体调试与仿真结果

总体模块结构图：

总体波形仿真：

仿真-9*12，得出结果为数码管对应的二进制数00000011显示为000001001显示为9，10011111显示为1，00100101显示为2，00000001显示为8。符号位11111101显示负号，11111111不显示即为正。

Verilog各种倍分频器设计

module odd_division(clk,rst,count,clk_odd); /*count没必要放在端口中，这里只是为了仿真时观察*/ input clk,rst; output clk_odd; output[3:0] count; reg clk_odd; reg[3:0] count; parameter N = 6; /*6分频* / always @ (posedge clk) if(! rst) begin count <= 1'b0; clk_odd <= 1'b0; end else if ( count < N/2-1) begin count <= count + 1'b1; end else begin count <= 1'b0; clk_odd <= ~clk_odd; end endmodule 奇数倍分频：归类为一般的方法为：对于实现占空比为50%的N倍奇数分频，首先进行上升沿触发进行模N计数，计数从零开始，到N－1）/2进行输出时钟翻转，然后经过（N+1）/2再次进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。再者同时进行下降沿触发的模N计数，到和上升沿过（N-1）/2时，输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。两个占空比非50%的n分频时钟相或运算，得到占空比为50%的奇数n分频时钟。 module even_division(clk,rst,count1,count2,clk_even); /*count1，count2没必要放在端口中，这

里只是为了仿真时观察*/ input clk,rst; output[3:0] count1,count2; output clk_even; reg[3:0] count1,count2; reg clkA,clkB; wire clk_even,clk_re; parameter N = 5; /*5分频*/ assign clk_re = ~clk; assign clk_even = clkA | clkB; always @(posedge clk) if(! rst) begin count1 <= 1'b0; clkA <= 1'b0; end else if(count1 < (N - 1)) begin count1 <= count1 + 1'b1; /*这里是非阻塞赋值是先执行了下面的IF判断，最后才赋的值。最初看这程序时没注意，想了好半天*/ if(count1 == (N - 1)/2) begin clkA <= ~clkA; end end else begin clkA <= ~clkA;

用Verilog语言实现任意整数分频器

用Verilog语言实现任意整数分频器 分频器是FPGA设计中使用频率非常高的基本设计之一，尽管在目前大部分设计中，广泛使用芯片厂家集成的锁相环资源，如赛灵思（Xilinx）的DLL.来进行时钟的分频，倍频以及相移。但是对于时钟要求不高的基本设计，通过语言进行时钟的分频相移仍然非常流行，首先这种方法可以节省芯片内部的锁相环资源，再者，消耗不多的逻辑单元就可以达到对时钟操作的目的。另一方面，通过语言设计进行时钟分频，可以看出设计者对设计语言的理解程度。因此很多招聘单位在招聘时往往要求应聘者写一个分频器（比如奇数分频）以考核应聘人员的设计水平和理解程度。下面讲讲对各种分频系数进行分频的方法：第一，偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。电路上只需一个D触发器和一个非门即可实现，Q(n+1)=D，D=~Q(n),clk_out=Q(n+1) . 第二，奇数倍分频：奇数倍分频常常在论坛上有人问起，实际上，奇数倍分频有两种实现方法： 占空比为非50%的三分频时钟，完全可以通过计数器来实现，如进行三分频，通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数，当计数器计数到邻近值进行两次翻转，比如可以在计数器计数到1时，输出时钟进行翻转，计数到2时再次进行翻转。即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。 module three(clk_in,rst,clk_out); // 三倍频 inputclk_in,rst; output clk_out; reg clk_out; reg [1:0] count; always @(negedgerst or posedgeclk_in) begin if(rst==0) begin count<=0; clk_out<=0; end else begin count<=count+1; if(count==1) clk_out<=~clk_out; else if(count==2) begin clk_out=~clk_out; count<=0; end end end endmodule 仿真图 另一种实现： module div3(CLKIN,CLKOUT,RESETn); //依然是三倍频 inputCLKIN,RESETn;

实验六--Verilog设计分频器计数器电路答案

实验六 Verilog设计分频器/计数器电路 一、实验目的 1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法； 2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法； 3、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。 二、实验内容 1、用Verilog设计一个10分频的分频器，要求输入为clock（上升沿有效），reset（低电平复位），输出clockout为4个clock周期的低电平，4个clock周期的高电平），文件命名为fenpinqi10.v。 2、用Verilog设计一异步清零的十进制加法计数器，要求输入为时钟端CLK（上升沿）和异步清除端CLR（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q，文件命名为couter10.v。 3、用Verilog设计8位同步二进制加减法计数器，输入为时钟端CLK（上升沿有效）和异步清除端CLR（低电平有效），加减控制端UPDOWN，当UPDOWN为1时执行加法计数，为0时执行减法计数；输出为进位端C和8位计数输出端Q，文件命名为couter8.v。 4、用VERILOG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M1和M0控制计数模，当M1M0=00时为模18加法计数器；M1M0=01时为模4加法计数器；当M1M0=10时为模12加法计数器；M1M0=11时为模6加法计数器，输入clk上升沿有效，文件命名为mcout5.v。 5、VerilogHDL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，CLK是时钟输入端，上升沿有效；ENA是时钟使能控制输入端，高电平有效，当ENA=1时，时钟CLK才能输入；CLR是复位输入端，高电平有效，异步清零；Q[3..0]是计数器低4位状态输出端，Q[7..0]是高4位状态输出端；COUT是进位输出端。 三、实验步骤 实验一：分频器 1、建立工程

verilogHDL分频器(奇数分频和偶数分频)

module clk_div( //-----------input----------- iCLK, div, //-----------output---------- oCLK ); //-----------input----------- parameter WIDE=14; input iCLK; input[WIDE-1:0]div; //-----------output----------- output oCLK; wire oCLK_odd; wire oCLK_even; assign oCLK=div[0]?oCLK_odd:oCLK_even; div_odd DUTo (.iCLK(iCLK),.oCLK(oCLK_odd),.div(div)); div_even DUTe (.iCLK(iCLK),.oCLK(oCLK_even),.div(div)); endmodule // odd module div_odd( //--------input-------- iCLK, div, //--------output-------- oCLK ); //--------input-------- parameter WIDE=14; input iCLK; input[WIDE-1:0]div; //--------output-------- output oCLK; reg outCLK;

/* =========================== solve 1 =========================== reg cout; reg[WIDE-1:0] cnt; initial cnt=0; wire inCLK; reg cc; initial cc=0; always @(posedge cout) cc<=~cc; assign inCLK = iCLK^cc; always @(posedge inCLK) begin if(cnt<(div[WIDE-1:1])) begin cnt<=cnt+1; cout<=1'b0; end else begin cnt<=0; cout<=1'b1; end end always @(negedge iCLK) outCLK <= cout; assign oCLK=cc; */ //======================== //solve 2 //======================== reg[WIDE-1:0] cnt_a; initial cnt_a=0; reg[WIDE-1:0] cnt_b; initial cnt_b=0; reg cout_a;

分频器的verilog hdl语言

分频器的verilog HDL描述（转） 分频器,在许多涉及时序的电路设计中都会用到,在这里,我转载某位高人的文章,关于分频器的设计 偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 module odd_division(clk,rst,count,clk_odd); input clk,rst; output clk_odd; output[3:0] count; reg clk_odd; reg[3:0] count; parameter N = 6; always @ (posedge clk) if(! rst) begin count <= 1'b0; clk_odd <= 1'b0; end else if ( count < N/2-1) begin count <= count + 1'b1; end else begin

clk_odd <= ~clk_odd; end endmodule 奇数倍分频：归类为一般的方法为：对于实现占空比为50%的N倍奇数分频，首先进行上升沿触发进行模N计数，计数从零开始，到（N－1）/2进行输出时钟翻转，然后经过（N-1）/2再次进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。再者同时进行下降沿触发的模N 计数，到和上升沿过（N-1）/2时，输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。两个占空比非50%的n分频时钟相或运算，得到占空比为50%的奇数n分频时钟。 module even_division(clk,rst,count1,count2,clk_even); input clk,rst; output[3:0] count1,count2; output clk_even; reg[3:0] count1,count2; reg clkA,clkB; wire clk_even; parameter N = 5; assign clk_re = ~clk; assign clk_even = clkA | clkB; always @(posedge clk) if(! rst) begin count1 <= 1'b0; clkA <= 1'b0; end else

任意分频Verilog实现

1. 偶数倍（2N）分频 使用一模N计数器模块即可实现，即每当模N计数器上升沿从0开始计数至N-1时，输出时钟进行翻转， 同时给计数器一复位信号使之从0开始重新计数，以此循环即可。偶数倍分频原理示意图见图1。 2. 奇数倍（2N+1）分频 （1）占空比为X/(2N+1)或（2N＋1-X）/（2N+1）分频，用模（2N＋1）计数器模块可以实现。取0至2N-1之间一数值X(0，当计数器时钟上升沿从0开始计数到X值时输出时钟翻转一次，在计数器继续计数达到2N 时，输出时钟再次翻转并对计数器置一复位信号，使之从0开始重新计数，即可实现。 （2）占空比为50％的分频，设计思想如下：基于（1）中占空比为非50％的输出时钟在输入时钟的上升沿 触发翻转；若在同一个输入时钟周期内，此计数器的两次输出时钟翻转分别在与（1）中对应的下降沿触发翻转，输出的时钟与（1）中输出的时钟进行逻辑或，即可得到占空比为50％的奇数倍分频时钟。当然其 输出端再与偶数倍分频器串接则可以实现偶数倍分频。奇数倍分频原理示意图见图2。（这也是许多公司常出的面试题，^_^，是不是很简单？） 3. N-0.5倍分频 采用模N计数器可以实现。具体如下：计数器从0开始上升沿计数，计数达到N-1上升沿时，输出时钟需翻转，由于分频值为N-0.5，所以在时钟翻转后经历0.5个周期时，计数器输出时钟必须进行再次翻转，即当 CLK为下降沿时计数器的输入端应为上升沿脉冲，使计数器计数达到N而复位为0重新开始计数同时输出时钟翻转。这个过程所要做的就是对CLK进行适当的变换，使之送给计数器的触发时钟每经历N-0.5个周期就翻转一次。N-0.5倍：取N=3，分频原理示意图见图3。 对于任意的N＋A/B倍分频（N、A、B∈Z，A≦B） 分别设计一个分频值为N和分频值N＋1的整数分频器，采用脉冲计数来控制单位时间内两个分频器出现 的次数，从而获得所需要的小数分频值。可以采取如下方法来计算个子出现的频率： 设N出现的频率为a，则N×a＋（N+1）×（B-a）＝N×B＋A 求解a＝B-A; 所以N＋1出现的频率为 A.例如实现7＋2/5分频，取a为3，即7×3＋8×2就可以实现。但是由于这种小数分频输出的时钟脉冲抖动很大， 现实中很少使用。 通常实现偶数的分频比较容易，以十分频为例: always @( posedge clk or posedge reset) if(reset) begin k<=0; clk_10<=0; end else if(k==4) begin k<=0;

实验六Verilog设计分频器计数器电路答案

实验六V e r i l o g设计分频器/计数器电路 一、实验目的 1、进一步掌握最基本时序电路的实现方法； 2、学习分频器/计数器时序电路程序的编写方法； 3、进一步学习同步和异步时序电路程序的编写方法。 二、实验内容 1、用Verilog设计一个10分频的分频器，要求输入为clock（上升沿有效），reset（低电平复位），输出clockout为4个clock周期的低电平，4个clock 周期的高电平），文件命名为。 2、用Verilog设计一异步清零的十进制加法计数器，要求输入为时钟端CLK （上升沿）和异步清除端CLR（高电平复位），输出为进位端C和4位计数输出端Q，文件命名为。 3、用Verilog设计8位同步二进制加减法计数器，输入为时钟端CLK（上升沿有效）和异步清除端CLR（低电平有效），加减控制端UPDOWN，当UPDOWN 为1时执行加法计数，为0时执行减法计数；输出为进位端C和8位计数输出端Q，文件命名为。 4、用VERILOG设计一可变模数计数器，设计要求：令输入信号M1和M0控制计数模，当M1M0=00时为模18加法计数器；M1M0=01时为模4加法计数器；当M1M0=10时为模12加法计数器；M1M0=11时为模6加法计数器，输入clk 上升沿有效，文件命名为。 5、VerilogHDL设计有时钟时能的两位十进制计数器，有时钟使能的两位十进制计数器的元件符号如图所示，CLK是时钟输入端，上升沿有效；ENA是

时钟使能控制输入端，高电平有效，当ENA=1时，时钟CLK才能输入；CLR 是复位输入端，高电平有效，异步清零；Q[3..0]是计数器低4位状态输出端，Q[7..0]是高4位状态输出端；COUT是进位输出端。 三、实验步骤 实验一：分频器 1、建立工程 2、创建Verilog HDL文件 3、输入10分频器程序代码并保存 4、进行综合编译 5、新建波形文件 6、导入引脚 7、设置信号源并保存 8、生成网表 9、功能仿真 10、仿真结果分析 由仿真结果可以看出clockout输出5个clock周期的低电平和5个clock 的高电平达到10分频的效果，设计正确。 实验二：十进制加法计数器（异步清零） 1、建立工程 2、创建Verilog HDL文件 3、输入加法计数器代码并保存 4、进行综合编译 5、新建波形文件 6、导入引脚 7、设置信号源并保存 8、生成网表 9、功能仿真 10、仿真结果分析

Verilog分频器设计

Verilog分频器设计 module adder(clk,z); output z; reg q; reg z; always@(posedge clk) begin if(q%9==0) z<=q; else q=q+1; end endmodule module counter9(clk,datein,z); output z; input clk; input datein; reg z; reg[3:0] q; always@(posedge clk) begin q<=q+1; if (q==4'b1001) begin q<=4'b0000; z<=datein; end end endmodule

2008-11-04 19:58 分频器是FPGA设计中使用频率非常高的基本单元之一。尽管目前在大部分设计中还广泛使用集成锁相环(如altera的PLL，Xilinx的DLL)来进行时钟的分频、倍频以及相移设计，但是，对于时钟要求不太严格的设计，通过自主设计进行时钟分频的实现方法仍然非常流行。首先这种方法可以节省锁相环资源，再者，这种方式只消耗不多的逻辑单元就可以达到对时钟操作的目的。偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 module odd_division(clk,rst,count,clk_odd); /*count没必要放在端口中，这里只是为了仿真时观察*/ input clk,rst; output clk_odd; output[3:0] count; reg clk_odd; reg[3:0] count; parameter N = 6; /*6分频* / always @ (posedge clk) if(! rst) begin count <= 1'b0; clk_odd <= 1'b0; end else if ( count < N/2-1) begin count <= count + 1'b1; end else begin count <= 1'b0; clk_odd <= ~clk_odd;

用verilog实现任意倍分频器的方法

用verilog语言写的任意整数的分频器 占空比：对于一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值，叫做这个方波的占空比。 分频分为奇分频和偶分频 第一,偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频,通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N倍偶数分频,那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数,当计数器从0计数到N/2-1时,输出时钟进行翻转,并给计数器一个复位信号,使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 第二：奇数倍分频：奇数倍分频常常在论坛上有人问起,实际上,奇数倍分频有两种实现方法：首先,完全可以通过计数器来实现,如进行三分频,通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数,当计数器计数到邻近值进行两次翻转,比如可以在计数器计数到1时,输出时钟进行翻转,计数到2时再次进行翻转。即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。如果要实现占空比为50%的三分频时钟,可以通过待分频时钟下降沿触发计数,和上升沿同样的方法计数进行三分频,然后下降沿产生的三分频时钟和上升沿产生的时钟进行相或运算,即可得到占空比为50%的三分频时钟。这种方法可以实现任意的奇数分频。归类为一般的方法为：对于实现占空比为50%的N倍奇数分频,首先进行上升沿触发进行模N计数,计数选定到某一个值进行输出时钟翻转,然后经过（N-1）/2再次进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。再者同时进行下降沿触发的模N计数,到和上升沿触发输出时钟翻转选定值相同值时,进行输出时钟时钟翻转,同样经过（N-1）/2时,输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。两个占空比非50%的n分频时钟相或运算,得到占空比为50%的奇数n分频时钟。另外一种方法：对进行奇数倍n分频时钟,首先进行n/2分频（带小数,即等于(n-1)/2+0.5）,然后再进行二分频得到。得到占空比为50%的奇数倍分频。 下面讲讲进行小数分频的设计方法: 第三,小数分频：首先讲讲如何进行n+0.5分频,这种分频需要对输入时钟进行操作。基本的设计思想：对于进行n+0.5分频,首先进行模n的计数,在计数到n-1时,输出时钟赋为‘1’,回到计数0时,又赋为0,因此,可以知道,当计数值为n-1时,输出时钟才为1,因此,只要保持计数值n-1为半个输入时钟周期,即实现了n+0.5分频时钟,因此保持n-1为半个时钟周期即是一个难点。从中可以发现,因为计数器是通过时钟上升沿计数,因此可以在计数为n- 1时对计数触发时钟进行翻转,那么时钟的下降沿变成了上升沿。即在计数值为n-1期间的时钟下降沿变成了上升沿,则计数值n-1只保持了半个时钟周期,由于时钟翻转下降沿变成上升沿,因此计数值变为0。因此,每产生一个n+0.5分频时钟的周期,触发时钟都是要翻转一次。设计思路如下：

Verilog程序代码集

1.全加器 Sum=A⊕B⊕Cin Count=AB+Cin（A+B） ①数据流 module adder(a,b,Cin,Sum,Count); input [2:0]a,b; input Cin; output [2:0] Sum; output Count; assign {Count,Sum}=a+b+Cin; endmodule ②行为描述always语句 module adder(a,b,c,Cin,Sum,Count); input [4:0] a,b; input Cin; output reg [4:0] Sum; output reg Count; reg T1,T2,T3; always@(a or b or Cin) begin Sum=a^b^Cin; T1=A&B; T2=Cin&A; T3=Cin&B; Count=T1|T2|T3; end endmodule ③结构体 module adder （a,b,Cin,Sum,Count）；input a,b,Cin; output Sum,Count; Xor a1(s1,a1,b); Xor a2(Sum,s1,Cin); and a3(T1,a,b); or a4(T2,a,b); and a5(T3,Cin,T2); or a6(Count,T1,T3); Endmodule 2.数值比较器 ①判断两值是否相等 module compare(a,b,equal); input [7:0] a,b; output equal; assign equal=(a==b)?|0; ②谁大谁输出 module compare(a,b,out); input [7:0] a,b; output reg[7:0] out; always@(a or b) begin if (a>b) out<=a; else if (a==b) out<=a; else out<=b; end endmodule ③输出参数 module compare(a.b.xgy,xsy,xey); input [7:0] x,y; output reg xgy,xsy,xey; always@(x or y) begin if (x==y) xey=1; else xey=0; if (x>y) begin xgy=1;xsy=0;end else if (x

Verilog HDL4 7 分频代码

四分频 module quarter_clk(reset,clk_in,clk_out); input clk_in,reset; output clk_out; reg clk_out; reg [4:0]count; always@(posedge clk_in) begin if(!reset) clk_out=0; else if (count<1) begin count<=count+1; end else begin count<=0; clk_out=~clk_out; end end endmodule 仿真 `define clk_cycle 50 module test_quarter_clk; reg clk,reset; wire clk_out; always #`clk_cycle clk=~clk; initial begin clk=0; reset=1; #100 reset=0; #100 reset=1; #10000 $stop; end quarter_clk quarter_clk1(reset,clk,clk_out); endmodule

7分频 module div7(rst,clk,cout1,cout2,cout); input clk,rst; output cout1,cout2,cout; reg [2:0] m,n; wire cout; reg cout1,cout2; assign cout=cout1|cout2; always @(posedge clk) begin if(rst) begin cout1<=0;m<=0;end else if(!rst) begin if(m==6) begin m<=0;end else m<=m+1; if(m==2) cout1=~cout1; else if(m==5) c out1=~cout1; end end always @(negedge clk) begin if(rst) begin cout2<=0;n<=0;end else if(!rst) begin if(n==6) begin n<=0;end else n<=n+1; if(n==2) cout2=~cout2; else if(n==5) cout2=~cout2; end end Endmodule 仿真 `timescale 1ns / 1ps `define clk_cycle 50 module qii; reg clk,rst; wire cout1,cout2,cout; always #`clk_cycle clk=~clk; initial begin clk=0; rst=1;

数控分频verilog

EDA实验报告 数控分频器 实验目的 1.掌握数控分频器的工作原理并能够用virlog语言编写代码，熟悉EDA6000实验箱的 使用方法。 2.进一步熟悉quartusII建立程序编译、仿真及下载的操作流程并学会数控分频器的 V erilog硬件设计 实验步骤 1.新建V erilog工程，编写代码并保存至与模块名对应的文件夹。注意：项目应存为系 统盘以外的盘内，路径中不含中文字符。 2.编译程序，编译无误后，在【tools】里面选择RTL视，观察电路结构。 3.新建波形文件进行仿真。保存时要和源程序存放在同一目录下。设置好输入波形参数 后，开始仿真。在仿真后输入输出波形中观察逻辑关系是否正确。 4.将实验箱和PC合理连接起来。打开EDA6000软件，设置好芯片类型为ACEX1K （EP1K30ＴＣ１４４－３），载入模式9． 5.根据ＥＤＡ６０００界面内管脚对应芯片的实际管脚在ＱＵＡＲＴＵＳII里面设定 管脚号并检查无误。 6.将程序下载至ＦＰＧＡ内，并在ＥＤＡ６０００软件界面内进行验证测试。 程序代码1 /////偶数分频占空比50%，奇数分频没做要求////////// module divider(clk,data,fout); //数控分频器 input clk; //时钟输入 input[7:0]data; //预置数控分频数(对应的十进制数) output fout; //分频输出 reg [7:0]m; reg cout1; always @(posedge clk) begin if(m==data-1)begin m<=0;cout1=~cout1;end else m<=m+1; if(m==(data-1)/2)begin cout1=~cout1;end else begin cout1<=cout1;end end assign fout=cout1; endmodule

VERILOG 分频原理

VERILOG 分频原理 众所周知，分频器是FPGA设计中使用频率非常高的基本设计之一，尽管在目前大部分设计中，广泛使用芯片厂家集成的锁相环资源，如altera 的PLL，Xilinx的DLL.来进行时钟的分频，倍频以及相移。但是对于时钟要求不高的基本设计，通过语言进行时钟的分频相移仍然非常流行，首先这种方法可以节省芯片内部的锁相环资源，再者，消耗不多的逻辑单元就可以达到对时钟操作的目的。另一方面，通过语言设计进行时钟分频，可以看出设计者对设计语言的理解程度。因此很多招聘单位在招聘时往往要求应聘者写一个分频器（比如奇数分频）以考核应聘人员的设计水平和理解程度。下面讲讲对各种分频系数进行分频的方法： 第一，偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 第二，奇数倍分频：奇数倍分频常常在论坛上有人问起，实际上，奇数倍分频有两种实现方法： 首先，完全可以通过计数器来实现，如进行三分频，通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数，当计数器计数到邻近值进行两次翻转，比如可以在计数器计数到1时，输出时钟进行翻转，计数到2时再次进行翻转。即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转。这样实现的三分频占空比为1/3或者2/3。如果要实现占空比为50%的三分频时钟，可以通过待分频时钟下降沿触发计数，和上升沿同样的方法计数进行三分频，然后下降沿产生的三分频时钟和上升沿产生的时钟进行相或运算，即可得到占空比为50%的三分频时钟。这种方法可以实现任意的奇数分频。归类为一般的方法为：对于实现占空比为50%的N倍奇数分频，首先进行上升沿触发进行模N计数，计数选定到某一个值进行输出时钟翻转，然后经过（N-1）/2再次进行翻转得到一个占空比非50%奇数n分频时钟。再者同时进行下降沿触发的模N计数，到和上升沿触发输出时钟翻转选定值相同值时，进行输出时钟时钟翻转，同样经过（N-1）/2时，输出时钟再次翻转生成占空比非50%的奇数n分频时钟。两个占空比非50%的n分频时钟相或运算，得到占空比为50%的奇数n分频时钟。 另外一种方法：对进行奇数倍n分频时钟，首先进行n/2分频（带小数，即等于 (n-1)/2+0.5），然后再进行二分频得到。得到占空比为50%的奇数倍分频。下面讲讲进行小数分频的设计方法

verilog奇偶分频器的实现

任意分频的verilog语言实现 现来说说分频原理吧，原理通了，什么都好办了。 1. 偶数倍（2N）分频 使用一模N计数器模块即可实现，即每当模N计数器上升沿从0开始计数至N-1时，输出时钟进行翻转，同时给计数器一复位信号使之从0开始重新计数，以此循环即可。偶数倍分频原理示意图见图1。 2. 奇数倍（2N+1）分频 （1）占空比为X/(2N+1)或（2N＋1-X）/（2N+1）分频，用模（2N＋1）计数器模块可以实现。取0至2N-1之间一数值X(0，当计数器时钟上升沿从0开始计数到X值时输出时钟翻转一次，在计数器继续计数达到2N 时，输出时钟再次翻转并对计数器置一复位信号，使之从0开始重新计数，即可实现。 （2）占空比为50％的分频，设计思想如下：基于（1）中占空比为非50％的输出时钟在输入时钟的上升沿触发翻转；若在同一个输入时钟周期内，此计数器的两次输出时钟翻转分别在与（1）中对应的下降沿触发翻转，输出的时钟与（1）中输出的时钟进行逻辑或，即可得到占空比为50％的奇数倍分频时钟。当然其输出端再与偶数倍分频器串接则可以实现偶数倍分频。奇数倍分频原理示意图见图2。（这也是许多公司常出的面试题，^_^，是不是很简单？） 3. N-0.5倍分频 采用模N计数器可以实现。具体如下：计数器从0开始上升沿计数，计数达到 N-1上升沿时，输出时钟需翻转，由于分频值为N-0.5，所以在时钟翻转后经历0.5个周期时，计数器输出时钟必须进行再次翻转，即当CLK为下降沿时计数器的输入端应为上升沿脉冲，使计数器计数达到N而复位为0重新开始计数同时输出时钟翻转。这个过程所要做的就是对CLK进行适当的变换，使之送给计数器的触发时钟每经历N-0.5个周期就翻转一次。N-0.5倍：取N=3，分频原理示意图见图3。 对于任意的N＋A/B倍分频（N、A、B∈Z，A≦B）

N倍奇数分频器.(Verilog)

标签：Verilog分频器 N倍奇数分频器.(V erilog) N_odd_divider.v / Verilog module N_odd_divider ( input i_clk, input rst_n, output o_clk ); parameter N = N_odd; // 设置奇数(除1外)倍分频parameter M = ?; // M="N/2" // bit_of_N: N_odd的二进制位宽 reg [(bit_of_N - 1):0] cnt_p; // 上升沿计数单位 reg [(bit_of_N - 1):0] cnt_n; // 下降沿计数单位 reg clk_p; // 上升沿时钟 reg clk_n; // 下降沿时钟 assign o_clk = clk_n & clk_p; // 按位与(作用:掩码) // 上升沿计数器: 0~(N-1) always @ (posedge i_clk or negedge rst_n)

begin if (!rst_n) cnt_p <= 0; else begin if (cnt_p == N-1) cnt_p <= 0; else cnt_p <= cnt_p + 1'b1; end end // 生成上升沿时钟 // 0~(N>>1) ↑ -> 1;((N/2)+1)~(N-1) ↑ -> 0 always @ (posedge i_clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) clk_p <= 0; else begin if (cnt_p <= M) // 0 ~ (N/2) clk_p <= 1; else

Verilog HDL分频器设计报告

2011-2012第二学期专业选修课HDL语言应用与设计课程设计报告 Veriog HDL 分 频 器 设 计 报 告 设计时间：2012.4 班级：信科09-2 姓名：程雷 学号：08093534 指导老师：王冠军

一、设计目的和要求： 目的： 1、学会使用Quantus软件（编译、仿真等），并利用它进行设计一些简单的数字电路； 2、利用实验室提供的FPGA/CPLD实验箱，结合Quantus II软件实现分频器 的功能。 要求：分频器可以简单实用的设置分频系数。 二、实验器件和环境 实验室提供的FPGA/CPLD实验箱，PC机和Quantus II软件。 三、设计方案和源程序代码 首先分析分频器要实现的功能，然后确定他的基本结构，因为分频器的基本功能要使其分频的的功能可以控制，所以要有控制使能端口；分频器的分频系数可以自由选择，所以应有分频系数设置使能端；分频之后可以输出分频之后的频率，所以应该有输出端口。本本设计只是任意整数分频器。 1、偶数倍分频：偶数倍分频,通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N 倍偶数分频,那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数,当计数器从0计数到N/2-1时,输出时钟进行翻转,并给计数器一个复位信号,使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 原理：比如4分频，需要一个模4的计数器，占空比50%，计数为0~3循环，当计数到一半时，即计数输出cnt<2时翻转。 例题代码如下： //四分频 module div4(clk,rst_n,o_clk); input clk,rst_n; output o_clk; reg o_clk; reg [1:0]cnt; always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) cnt<=0; else if(cnt==3) cnt<=0; else cnt<=cnt+1; end always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n)

Verilog分频器设计

实验5 分频器设计 【实验目的】 在平时的应用中，经常会遇到一些需要特殊时钟的要求，这时就需要用到标准时钟，并且将它分频为我们想要的时钟，在本次实验中，将设计不同分频的分频器以满足设计的时钟要求。 【实验思考】 总的来说，分频器可以大致分为两种分频器，一种是奇数分频，还有一种则是偶数分频。然后是设计其占空比。 一、偶数分频 若给定一个偶数2N，要用标准时钟生成2N分频，首先我们要建立一个计数器，其模可为2N,也可为N,若为2N，则可以设置输出小雨N+1作电平从0到1或者相反，这样可以控制其占空比；若计数器模为N,则计数器计完一个循环便使输出翻转即可，这样得到了占空比为50%的输出，但其速度要比前者快一倍。以下以六分频为例编写一个占空比为50%的分频器。 【实验代码】 module jishuqi(Q,clk); input clk; output[2:0]Q; reg[2:0]Q; initial Q=3'b000; always@(posedge clk) begin Q=Q+1'b1; if(Q[0]) if(Q[1]) if(!Q[2]) Q=0;//模为3的计数器 end endmodule module feng61(clk,clo); input clk; output clo; wire [2:0]E; reg clo; initial clo=0; jishuqi u(E,clk) ; always@(E) begin if(!E[2]) if(!E[1])

if(!E[0]) begin clo=clo+1'b1;end end //偶数分频时，只需要计数器计到N/2时将待分频翻转即可，其中N单单取上升沿或者下降沿 endmodule 从仿真结果中可以看到除了初始的时钟显示不完整，其余的均为六分频 其rtl网表如下：

verilog实验四分频器

Verilog HDL实验报告 Verilog 实验报告 题目：分频器 系部名称：通信工程 专业名称：通信工程 班级： 班内序号： 学生姓名： 时间：2010.12.12

一、实验要求： 设计一个将10MHz时钟分频为500KHz的时钟，有复位端； 二、实验内容： 源文件 module fenpin(clr,a,b); input a; input clr; output b; integer i=0; reg b; always @(negedge clr or posedge a) if(!clr) begin b=0; i=0; end else begin i=i+1; if(i==11) begin b=~b; i=1; end end endmodule 测试文件 `timescale 10ns/100ps module fenpin_test; reg a; reg clr; wire b; fenpin u1(clr,a,b); initial begin $monitor($time,"clr=%b,a=%b,b=%b",clr,a,b); clr=1'b0; a=1'b0;

#5 clr=1'b1; end always #5 a=~a; endmodule # 0clr=0,a=0,b=0 # 5clr=1,a=1,b=0 # 10clr=1,a=0,b=0 # 15clr=1,a=1,b=0 # 20clr=1,a=0,b=0 # 25clr=1,a=1,b=0 # 30clr=1,a=0,b=0 # 35clr=1,a=1,b=0 # 40clr=1,a=0,b=0 # 45clr=1,a=1,b=0 # 50clr=1,a=0,b=0 # 55clr=1,a=1,b=0 # 60clr=1,a=0,b=0 # 65clr=1,a=1,b=0 # 70clr=1,a=0,b=0 # 75clr=1,a=1,b=0 # 80clr=1,a=0,b=0 # 85clr=1,a=1,b=0 # 90clr=1,a=0,b=0 # 95clr=1,a=1,b=1 # 100clr=1,a=0,b=1 # 105clr=1,a=1,b=1 # 110clr=1,a=0,b=1 # 115clr=1,a=1,b=1 # 120clr=1,a=0,b=1 # 125clr=1,a=1,b=1 # 130clr=1,a=0,b=1 # 135clr=1,a=1,b=1