北邮22信通一枚~
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北邮22级信通院数电实验_青山如墨雨如画的博客-CSDN博客
目录
一.代码部分
1.1 counter_24.v
1.2 divide.v
1.3 debounce.v
二.管脚分配
三.实验效果
一.代码部分
1.1 counter_24.v
module counter_24
(
input clk,rst,hold,
output [8:0] seg_led_1,
output [8:0] seg_led_2,
output reg [7:0] led
);
wire clk_lh;
wire hold_pulse;
reg hold_flag;
reg back_to_zero_flag;
reg [6:0] seg [16:0];
reg [3:0] cnt_ge;
reg [3:0] cnt_shi;
initial
begin
seg[0] = 7'h3f;
seg[1] = 7'h06;
seg[2] = 7'h5b;
seg[3] = 7'h4f;
seg[4] = 7'h66;
seg[5] = 7'h6d;
seg[6] = 7'h7d;
seg[7] = 7'h07;
seg[8] = 7'h7f;
seg[9] = 7'h6f;
seg[10] = 7'hf7;
seg[11] = 7'h7c;
seg[12] = 7'h39;
seg[13] = 7'h5e;
seg[14] = 7'h79;
seg[15] = 7'h71;
end
debounce debounce_1
(
.clk(clk),
.rst(rst),
.key(hold),
.key_pulse(hold_pulse)
);
divide # (.WIDTH(32),.N(12000000)) divide_1
(
.clk(clk),
.rst_n(rst),
.clkout(clk_lh)
);
always @ (posedge hold_pulse)
if(!rst==1)
hold_flag <= 0;
else
hold_flag <= ~hold_flag;
always @ (*)
if(!rst==1)
back_to_zero_flag <= 0;
else if( cnt_shi==0 && cnt_ge==0)
back_to_zero_flag <= 1;
else
back_to_zero_flag <= 0;
always @ (posedge clk_lh or negedge rst)
begin
if(!rst==1)
begin
cnt_ge <= 4'd4;
cnt_shi <=4'd2;
end
else if(hold_flag==1)
begin
cnt_ge <= cnt_ge;
cnt_shi <= cnt_shi;
end
else if(cnt_shi==0 && cnt_ge==0)
begin
cnt_shi <= cnt_shi;
cnt_ge <=cnt_ge;
end
else if(cnt_ge==0)
begin
cnt_ge <=4'd9;
cnt_shi <= cnt_shi-1;
end
else
begin cnt_ge <= cnt_ge-1; end
end
//计时完成点亮led
always @ (back_to_zero_flag)
begin
if(back_to_zero_flag == 1)
led = 8'b0;
else
led = 8'b1111_1111;
end
assign seg_led_1[8:0] = {2'b00,seg[cnt_ge]};
assign seg_led_2[8:0] = {2'b00,seg[cnt_shi]};
endmodule
1.2 divide.v
module divide ( clk,rst_n,clkout);
input clk,rst_n; //输入信号，其中clk连接到FPGA的C1脚，频率为12MHz
output clkout; //输出信号，可以连接到LED观察分频的时钟
//parameter是verilog里常数语句
parameter WIDTH = 3; //计数器的位数，计数的最大值为 2**WIDTH-1
parameter N = 5; //分频系数，请确保 N < 2**WIDTH-1，否则计数会溢出
reg [WIDTH-1:0] cnt_p,cnt_n; //cnt_p为上升沿触发时的计数器，cnt_n为下降沿触发时的计数器
reg clk_p,clk_n; //clk_p为上升沿触发时分频时钟，clk_n为下降沿触发时分频时钟
//上升沿触发时计数器的控制
always @ (posedge clk or negedge rst_n ) //posedge和negedge是verilog表示信号上升沿和下降沿
//当clk上升沿来临或者rst_n变低的时候执行一次always里的语句
begin
if(!rst_n)
cnt_p<=0;
else if (cnt_p==(N-1))
cnt_p<=0;
else cnt_p<=cnt_p+1; //计数器一直计数，当计数到N-1的时候清零，这是一个模N的计数器
end
//上升沿触发的分频时钟输出,如果N为奇数得到的时钟占空比不是50%；如果N为偶数得到的时钟占空比为50%
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
clk_p<=0;
else if (cnt_p<(N>>1)) //N>>1表示右移一位，相当于除以2去掉余数
clk_p<=0;
else
clk_p<=1; //得到的分频时钟正周期比负周期多一个clk时钟
end
//下降沿触发时计数器的控制
always @ (negedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
cnt_n<=0;
else if (cnt_n==(N-1))
cnt_n<=0;
else cnt_n<=cnt_n+1;
end
//下降沿触发的分频时钟输出，和clk_p相差半个时钟
always @ (negedge clk)
begin
if(!rst_n)
clk_n<=0;
else if (cnt_n<(N>>1))
clk_n<=0;
else
clk_n<=1; //得到的分频时钟正周期比负周期多一个clk时钟
end
assign clkout = (N==1)?clk:(N[0])?(clk_p&clk_n):clk_p; //条件判断表达式
//当N=1时，直接输出clk
//当N为偶数也就是N的最低位为0，N（0）=0，输出clk_p
//当N为奇数也就是N最低位为1，N（0）=1，输出clk_p&clk_n。正周期多所以是相与
endmodule 1.3 debounce.v
module debounce (clk,rst,key,key_pulse);
parameter N = 1; //要消除的按键的数量
input clk;
input rst;
input [N-1:0] key; //输入的按键
output [N-1:0] key_pulse; //按键动作产生的脉冲
reg [N-1:0] key_rst_pre; //定义一个寄存器型变量存储上一个触发时的按键值
reg [N-1:0] key_rst; //定义一个寄存器变量储存储当前时刻触发的按键值
wire [N-1:0] key_edge; //检测到按键由高到低变化是产生一个高脉冲
//利用非阻塞赋值特点，将两个时钟触发时按键状态存储在两个寄存器变量中
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst) begin
key_rst <= {N{1'b1}}; //初始化时给key_rst赋值全为1，{}中表示N个1
key_rst_pre <= {N{1'b1}};
end
else begin
key_rst <= key; //第一个时钟上升沿触发之后key的值赋给key_rst,
//同时key_rst的值赋给key_rst_pre
key_rst_pre <= key_rst; //非阻塞赋值。
//相当于经过两个时钟触发，
//key_rst存储的是当前时刻key的值，
//key_rst_pre存储的是前一个时钟的key的值
end
end
assign key_edge = key_rst_pre & (~key_rst);//脉冲边沿检测。
//当key检测到下降沿时，
//key_edge产生一个时钟周期的高电平
reg [17:0] cnt; //产生延时所用的计数器，系统时钟12MHz，
//要延时20ms左右时间，至少需要18位计数器
//产生20ms延时，当检测到key_edge有效是计数器清零开始计数
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if(!rst)
cnt <= 18'h0;
else if(key_edge)
cnt <= 18'h0;
else
cnt <= cnt + 1'h1;
end
reg [N-1:0] key_sec_pre; //延时后检测电平寄存器变量
reg [N-1:0] key_sec;
//延时后检测key，如果按键状态变低产生一个时钟的高脉冲。如果按键状态是高的话说明按键无效
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst)
key_sec <= {N{1'b1}};
else if (cnt==18'h3ffff)
key_sec <= key;
end
always @(posedge clk or negedge rst)
begin
if (!rst)
key_sec_pre <= {N{1'b1}};
else
key_sec_pre <= key_sec;
end
assign key_pulse = key_sec_pre & (~key_sec);
endmodule二.管脚分配
三.实验效果
数码管显示24秒倒计时，倒计时结束后所有LED灯亮起。
