实验二 FPGA使用Verilog HDL设计分频器

实验目的

1. 掌握使用Vivado软件进行设计、综合、仿真、布线的方法。
2. 掌握FPGA程序的下载方法。
3. 掌握使用Verilog HDL设计分频器的方法。

实验要求

采用Verilog HDL语言设计分频器，实现以下功能：

1. 输出时钟周期为1s的分频时钟信号；
2. 通过LED灯或数码管显示秒数，可对9s内的秒数进行计数；
3. 当按下复位按键时，重新开始计数。

对设计进行综合、仿真、布线、下载和测试。

实验过程

1. 打开Vivado软件，新建一个工程。
2. 新建设计文件，使用Verilog HDL语言设计程序，实现分频器功能。

代码如下：

我这个是通过一个数码管显示的

timescale 1ns / 1ps
module exp2(
    input clk,//时钟
    input rst,//复位
    output reg clk_out,//分频后
    output reg [7:0]out,//数码管位选和显示
);
parameter LW = 25000000;

reg [31:0]count;
reg [3:0]second;
always @(posedge clk or negedge rst) 
    begin
        if(!rst)
            begin 
                clk_out <= 0;
                count <= 0;
            end
        else
            if (count < LW - 1)
                begin
                    count <= count + 1;
                end
            else
                begin
                    count <= 0;
                    clk_out <= ~clk_out;
                end
    end
always @(negedge clk_out or negedge rst)
begin
	if (!rst)
		second <= 0;
	else
        	if (second < 9)
            	second <= second + 1;
        	else
            	second <= 0;
        case(second)
            0:out <= 8'b01111110;
            1:out <= 8'b00110000;
            2:out <= 8'b01101101;
            3:out <= 8'b01111001;
            4:out <= 8'b00110011;
            5:out <= 8'b01011011;
            6:out <= 8'b01011111;
            7:out <= 8'b01110000;
            8:out <= 8'b01111111;
            9:out <= 8'b01111011;
            default: out <= 0;
        endcase;
end
endmodule

仿真代码如下：

`timescale 1ns / 1ps

module exp2_t;
	
    reg clk;
    reg rst;
    always #10 clk=~clk;
    wire [7:0]out;
    wire clk_out;
    exp2 exptest(
    .clk(clk),
    .rst(rst),
    .clk_out(clk_out),
    .out(out)
    );
initial
    begin
        clk=0;
        rst=0;
        #4000
        rst=1;
    end


endmodule

实验结果

总结

本次实验中，将always块中的敏感事件写错了，经过仿真结果找出问题；在秒表计数的if-else语句中将计数的变量搞错，导致不能正确的实现秒表过一秒加一的操作，通过本次实验，我不仅掌握了使用Vivado软件进行综合、仿真、布线、下载和测试的方法，也加强了对Verilog HDL语言的掌握和应用能力。