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[4.2.1 counter的计数](#4.2.1 counter的计数)
[4.2.2 en_counter2的判断](#4.2.2 en_counter2的判断)
[4.2.3 en_counter0的判断](#4.2.3 en_counter0的判断)
[4.2.4 对case语句加判断条件](#4.2.4 对case语句加判断条件)
1.实现1
1.实现以下图示功能，直接计到1s时，counter清零，在0~0.25s之间高电平，0.25s~1s之间低电平。
2.仿真波形
3.问题，像C那样写却不行，只能在某个时刻点亮才行。
计数器相当于时间的一把尺子，用计数器的每一个计数值当作一个刻度，能够得到各个需要的时刻，在指定的时刻，执行需要的操作。
2.实现2
实现下图方式的方波：
2.1方法1
跟第一种方式一样，找出每个高低信号跳变的位置。要减小仿真时间，多个参数下如何设定最简便的参数，按照之前的思路需要加4个参数。这里直接用他们都共有的倍数来进行,仿真时间缩小1000倍。
parameter MCNT = 1000;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
counter<=1'b0;
else if (counter == 125_000*MCNT-1)
counter<=1'b0;
else
counter<=counter+1'd1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
led<=1'b0;
else if(counter == 0)
led<=1'd1;
else if(counter == 125_00*MCNT)
led<=1'd0;
else if(counter == 375_00*MCNT)
led<=1'd1;
else if(counter == 75_000*MCNT)
led<=1'd0;
仿真波形：
2.2方法2
把划分成几个区间，取每个时间间隔的最大公约数，分成几段。用一个计数器记到该最大公约数，再用一个计数器记到9，每次对应不同的高低电平。
源文件代码，中间有段if else 没用begin...end为什么也没问题。
module led_light1(
reset,
clk,
led
);
input reset;
input clk;
output reg led;
reg [26:0]counter;
parameter MCNT = 12500_000-1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
counter <= 1'd0;
else if (counter == MCNT)
counter <= 1'd0;
else
counter <= counter+1'd1;
reg [3:0]counter1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
counter1 <= 1'd0;
else if(counter == MCNT)
if(counter1 == 9)
counter1 <= 1'd0;
else
counter1 <= counter1+1'd1;
else
counter1=counter1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
led<=1'd0;
else begin
case(counter1)
0:led <= 1'd1;
1:led <= 1'd0;
2:led <= 1'd0;
3:led <= 1'd1;
4:led <= 1'd1;
5:led <= 1'd1;
6:led <= 1'd0;
7:led <= 1'd0;
8:led <= 1'd0;
9:led <= 1'd0;
default:led <= led;
endcase
end
endmodule
仿真结果：
3.实现3
即直接新建立一个数值，让counter1依次计数，每次计数后，切换到对应的SW状态。
源文件：
module led_light2(
reset,
clk,
led,
SW
);
input reset;
input clk;
input [7:0]SW;
output reg led;
reg [26:0]counter;
parameter MCNT = 12500_000-1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
counter <= 1'd0;
else if (counter == MCNT)
counter <= 1'd0;
else
counter <= counter+1'd1;
reg [2:0]counter1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
counter1 <= 1'd0;
else
counter1 <= counter1+1'd1;
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
led<=1'd0;
else begin
case(counter1)
0:led <= SW[0];
1:led <= SW[1];
2:led <= SW[2];
3:led <= SW[3];
4:led <= SW[4];
5:led <= SW[5];
6:led <= SW[6];
7:led <= SW[7];
default:led <= led;
endcase
end
endmodule
仿真文件：
改变SW的值，进行延时后，再进行改变。
`timescale 1ns / 1ns
module led_light_tb();
reg clk;
reg reset;
wire led;
reg [7:0]SW;
led_light2 led_light2(
.reset(reset),
.clk(clk),
.led(led),
.SW(SW)
);
initial clk=1;
always #10 clk=~clk;
initial begin
reset =0;
SW=8'b10101010;
#201;
reset=1;
#2000_000_000;
SW=8'b00000001;
#2000_000_000;
$stop;
end
endmodule
前半段符合10101010
2s后变为00000001，仿真图如下：
代码中counter1的值等每次计数来一次才加一次，不然就不是按照设定的值增加。 将间隔时间设为1s。
3.1实验现象
开关设置为10101010时，LED灯每间隔1s闪烁。多上拉几个，就多亮会儿。
4.实现4
4.1分析
实现下图所示的动态变化，1s时间是可变的，只是这里指代为1s。学习计数器不是一定要不停的计数，而是要有静有动，中途可暂停。
需要用到三个计数器，counter1~3。
counter0：用于SW切换的间隔时间0.25s
1.计数最大值：计数的最大值为0.25*10^9/20-1=12500_000-1。
2.计数的条件为前面1s的空闲时间到，8个状态马上开始或已经开始。
3.清零条件：计数到最大值，或还在前1s的空闲状态中。
counter1：计数当前第几个LED的状态计数器
1.计数最大值：7
2.计数条件：counter0计满1次加1
3.清零条件：计数到最大值
counter2:1s的空闲状态计数器
1.计数最大值：1*10^9/20-1=5000_0000-1。
2.计数条件：8个LED状态切换完毕，counter1计满。
3.清零条件：计数至最大值
4.2实现过程
4.2.1 counter的计数
对于counter0来说，需要一会儿计数一会儿停，所以加入一个变量en_counter，当en_counter=1时，开始计数，否则就停下。
always@(posedge clk or negedge reset)
begin
if(!reset)
counter0 <= 1'd0;
else if (en_counter0)
begin
if(counter0 == MCNT)
counter0 <= 1'd0;
else
counter0 <= counter0+1'd1;
end
end
对于counter1，直接counter0计满一次加1，满8次清0。
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)
counter1 <= 1'd0;
else if (counter0 == 7)
counter1 <= 1'd0;
else if (counter0 == MCNT)
counter1 <= counter1+1'd1;
else
counter1 <= counter1;
对于counter2，空闲段计数，8个0.25s内不计数。
always@(posedge clk or negedge reset)
begin
if(!reset)
counter2 <= 1'd0;
else if(en_counter2)
begin
if(counter2 == MCNT2)
counter2 <= 1'd0;
else
counter2 <= counter2+1'd1;
end
end
4.2.2 en_counter2的判断
counter2保持计数的条件有：
（1）从复位到正常运行，需要立即开始计数。
（2）每次LED8个状态切换完，重新开始计数。
counter2停止计数的条件有：
（1）计数满1s
总结：
（1）复位时，让en_counter2置1。
（2）counter1==7 时，让en_counter2置1。
（3）counter2计满时，让en_counter2置0。
关于第（2）个条件，我认为不附加sw计数也能满足，因为counter1==7已经都记录了8个状态了。
always@(posedge clk or negedge reset)
begin
if(!reset)
en_counter2 <= 1'd1;
else if(counter1 ==7)
en_counter2 <= 1'd1;
else if(counter2 <= MCNT2)
en_counter2 <=1'd0;
else
en_counter2 <= en_counter2;
end
4.2.3 en_counter0的判断
counter0保持计数的条件：
（1）counter2计数计满的时候
counter0停止计数的条件;
（1）程序复位，counter0需要停止。
（2）LED的8个状态完成，counter停止。
总结：
（1）复位时，en_counter0置0；
（2）counter1==7时，en_counter0置0；
（3）counter2计满最大值时，en_counter0置1；
always@(posedge clk or negedge reset)
begin
if(!reset)
en_counter0 <= 1'd0;
else if(counter1 ==7)
en_counter0 <= 1'd0;
else if(counter2 <= MCNT2)
en_counter0 <=1'd1;
else
en_counter0 <= en_counter0;
end
4.2.4 对case语句加判断条件
led在空闲状态置0，所以要么en_counter1==0，要么en_counter2==1。
always@(posedge clk or negedge reset)
begin
if(!reset)
led <= 1'd0;
else if(en_counter2 ==1)
led <= 1'd0;
else begin
case(counter1)
0:led <= SW[0];
1:led <= SW[1];
2:led <= SW[2];
3:led <= SW[3];
4:led <= SW[4];
5:led <= SW[5];
6:led <= SW[6];
7:led <= SW[7];
default:led <= led;
endcase
end
end
4.3仿真结果
出现问题，并未按预期波形出现。
在en_counter处加入了附加的判断条件，else if((counter1 ==7) && (counter0 == MCNT))，仿真波形还是不对。
错误1，将这里的判断用了非阻塞符号，修改后，仿真波形仍不对。
en_counter0的错误也是如此。仿真波形在第二段开始出现错误，counter2计数一直为0。
问题在于：程序中counter1计数到7时就要清0，而此时在counter1计数到6完成时，counter0就已经记到0.25s了，在下一个时钟脉冲来临时，counter1被清0，所以后面的en_counter2永远不会置1。
最后仿真结果相对应，led显示的波形与SW相反的原因是，在工程文件的case语句，从左到右是对应从低到高。
4.4实验现象
SW全部拉低，LED灯不亮；SW全部拉低，LED灯熄1s，亮2s。SW一高一低，LED熄灭一s，闪烁2s。