FPGA实验 代码分析.docx
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FPGA实验代码分析
2014年EDA实验
第一次实验：
实验1：
QII软件及实验板的使用；用图形输入法和语言输入法完成点灯实验（用两个按键控制两个灯的亮灭：
灯的状态随按键状态改变而改变）。
完成软件仿真。
modulesimple_lightcon（inputwire[1:
0]key,outputwire[1:
0]led）;
assignled=key;
endmodule
实验2：
联控点灯实验：
用两个按键独立控制同一个灯亮灭，第三个按键同时控制该灯和另一个灯亮灭。
modulecom_lightcon（inputwire[2:
0]key,outputwire[1:
0]led）;
assignled[0]=key[0];
assignled[1]=key[0]&（key[2]^key[1]）;
endmodule
实验3：
流水灯实验：
完成一个8路流水灯控制实验，要求有以下3种花型：
1）8路灯同时亮灭；
2）从左至右再从右至左逐个亮（每次只有1路亮）；
3）8路灯每次4路灯亮，4路灯灭，且亮灭相间，交替亮灭。
用3个按键控制3种花型。
按下花型按键就一直显示相应花型，再按该键可暂停。
可设置1个复位键关闭显示。
/*-------------------------------------------------------------------------------------------------
Filename:
waterlight.v
Author:
Basson
Data:
2014-11-21
Version:
V1.0
Description:
ThisfilehasthemoduleofHDLtop.
ModificationHistory:
DatabyVersionChangeDescription
=========================================================
14/11/21BassonV1.0Original
---------------------------------------------------------------------------------------------------*/
modulewater_light（
inputwiresys_sclk,//时钟信号（输入信号）
inputwiresrst_n,//复位信号（输入信号）
inputwire[2:
0]key,//按键信号（输入信号）
outputreg[3:
0]ledlight//输出接8个led灯（输出信号）
）;
//消抖动------------------------------------------------------------------
reg[2:
0]key_reg;//用于存储现有按键
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）key_reg<=3'b111;
elsekey_reg<=key;
end
reg[2:
0]key_reg_r;//用于存储前一按键
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）key_reg_r<=3'b111;
elsekey_reg_r<=key_reg;//用于存储前一按键
end
wire[2:
0]key_an=key_reg_r&（~key_reg）;//用于存储按键下降沿
//消抖时间设定为20ms左右-------------------------------------------------------------------
parameterCCNTWITHD=20;
reg[CCNTWITHD-1:
0]ccnt;
reg[2:
0]keyout;
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）ccnt<=20'b0;
elseif（key_an）ccnt<=20'b0;//按键有抖动就清零--消除抖动的计数器
elseccnt<=ccnt+1'b1;//没有抖动，消除抖动的计数器开始加1，延时20ms。
end
reg[2:
0]low_key;//用于记录消除抖动后的现有按键状态
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）low_key<=3'b111;
elseif（ccnt==20'hfffff）
low_key<=key;
end
/*消抖动结束*/
/*流水灯控制部分程序--------------------------------------------------------------------------*/
//可按键标志位------------------------------------------------------------------
reg[2:
0]low_key_r;//用于记录消除抖动后的下一按键状态
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）low_key_r<=3'b111;
else
low_key_r<=low_key;
end
wire[2:
0]key_flag11=low_key_r&（~low_key）;//消逗后按键下降沿个数,作为标志位
//标志位------------------------------------------------------------------
reg[2:
0]key_flag1;
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）
begin
key_flag1<=3'b000;
end
else
//花型按键显示相应花型---有优先级电路设计代码
begin
case（key_flag11）
3'b001:
begin
key_flag1={2'b00,~key_flag1[0]};//奇数显示相应花型,偶数暂停
end
3'b010:
begin
key_flag1={1'b0,~key_flag1[1],1'b0};//奇数显示相应花型,偶数暂停
end
3'b100:
begin
key_flag1={~key_flag1[2],2'b00};//奇数显示相应花型,偶数暂停
end
endcase
end
end
wire[2:
0]key_flag=key_flag1;
//50MHZdiv_frequenceto1Hz---------------------------------------------
parameterCOUNTWIDTH=24;
reg[COUNTWIDTH-1:
0]ccount;
//regsclk;
wiressclk;
always@（posedgesys_sclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）beginccount[COUNTWIDTH-1:
0]<='d0;end
elseccount<=ccount+1'b1;
end
assignssclk=ccount[COUNTWIDTH-1];
//流水灯显示控制程序--------------------------------------------------------
reg[7:
0]s0;
reg[7:
0]s1;
reg[7:
0]s2;
reg[3:
0]count;
always@（posedgessclk,negedgesrst_n）
begin
if（srst_n==1'b0）
begin
s0=4'b0000;s1=4'b1000;s2=4'b1010;count=4'b0;
end
else
//花型按键显示相应花型---有优先级电路设计代码
begin
case（key_flag）
3'b001:
begin
ledlight<=s0;//奇数显示相应花型,偶数暂停
s0<=~s0;
end
3'b010:
begin
if（count<=4'b0111）
begin
ledlight<=s1;
s1<={s1[0],s1[3:
1]};//奇数显示相应花型,偶数暂停
count<=count+1;
end
elseif（count>4'b0111）
begin
ledlight<=s1;
s1<={s1[2:
0],s1[3]};
count<=count+1;
end
end
3'b100:
begin
ledlight<=s2;//奇数显示相应花型,偶数暂停
s2<=~s2;
end
endcase
end
end
endmodule
第二次实验：
实验4：
数据分配器实验：
用2个按键代表输入数据in（2位），用2个按键代表选择控制数据位s1s0，用四组发光管（每组2位）代表四路数据输出out0-out3。
当输入数据或控制数据改变时，要求输出数据进行相应变化（原理和真值表如下）。
s1
s0
out0
out1
out2
out3
0
0
in
z
z
z
0
1
z
in
z
z
1
0
z
z
in
z
1
1
z
z
z
in
modulemux_4（in,out0,out1,out2,out3,sel）;
input[1:
0]sel;
input[1:
0]in;
outputreg[1:
0]out0;//
outputreg[1:
0]out1;//
outputreg[1:
0]out2;//
outputreg[1:
0]out3;//
always@（inorsel）
case（sel）
2'b00:
begin
out0=in;
out1=2'bz;
out2=2'bz;
out3=2'bz;
end
2'b01:
begin
out0=2'bz;
out1=in;
out2=2'bz;
out3=2'bz;
end
2'b10:
begin
out0=2'bz;
out1=2'bz;
out2=in;
out3=2'bz;
end
2'b11:
begin
out0=2'bz;
out1=2'bz;
out2=2'bz;
out3=in;
end
default:
begin
out0=2'bz;
out1=2'bz;
out2=2'bz;
out3=2'bz;
end
endcase
endmodule
实验5：
七段译码器实验：
用一个按键代表数据输入，每按一次数据加一，从0开始到F，再到0，依次循环，相应数字在数码管上显示。
moduleseg7_decode（a,b,c,d,e,f,g,dp,sel,out,keyin,clk）;
parameterCOUNTWIDTH=16;
regkeyout;
reg[COUNTWIDTH-1:
0]counter;
wireclk_use;
inputkeyin,clk;
reg[3:
0]T;
input[2:
0]sel;
output[2:
0]out;
outputrega,b,c,d,e,f,g,dp;
assignclk_use=counter[COUNTWIDTH-1];
always@（posedgeclk）
counter<=counter+1'b1;
always@（posedgeclk_use）
keyout<=keyin;
always@（posedgekeyout）
begin
T<=T+1'b1;
end
always@（T）
begin
case（T）
4'd0:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11111100;//0
4'd1:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b01100000;//1
4'd2:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11011010;//2
4'd3:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11110010;//3
4'd4:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b01100110;//4
4'd5:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b10110110;//5
4'd6:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b10111110;//6
4'd7:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11100000;//7
4'd8:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11111110;//8
4'd9:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11110110;//9
4'd10:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11101110;//a
4'd11:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b00111110;//b
4'd12:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b10011100;//c
4'd13:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b01111010;//d
4'd14:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b10011110;//e
4'd15:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b10001110;//f
default:
{a,b,c,d,e,f,g,dp}=8'b11111100;
endcase
end
assignout=sel;
endmodule
第三次实验：
实验6：
数控分频器实验：
用24MHz时钟分频，通过不同按键控制输出不同的频率信号，输出信号用LED指示。
1）1Hz频率信号；
2）0.5Hz频率信号。
3）10Hz频率信号；
modulefreque_div（inputwiresys_clk,
inputwiresys_rst,
outputregs_clkout_1Hz,
outputregs_clkout_10Hz,
outputregs_clkout_01Hz
）;
reg[30:
0]count1;
reg[30:
0]count10;
reg[30:
0]count_01;
always@（posedgesys_clk,negedgesys_rst）
begin
if（sys_rst==1'b0）begincount1<=30'd0;count10<=30'd0;count_01<=30'd0;s_clkout_1Hz<=1'b0;s_clkout_10Hz<=1'b0;s_clkout_01Hz<=1'b0;end
elsebegin
if（count==25'd25000000）begins_clkout_1Hz<=~s_clkout_1Hz;count1<=0;end//1Hz
if（count==25'd2500000）begins_clkout_10Hz<=~s_clkout_10Hz;count10<=0;end//10Hz
if（count==25'd2*******0）begins_clkout_01Hz<=~s_clkout_01Hz;count_01<=0;end//0.1Hz
end
end
endmodule
实验7：
加法计数器实验
在时钟信号（选择1Hz）作用下，通过使能端和复位信号完成加法计数器的计数。
用2个按键分别表示使能和复位，用4个发光管表示计数的二进制结果。
第四次实验：
实验8：
动态扫描实验：
用4个按键分别代表加、减、暂停、复位，四位数码管代表四位十进制数，从0000开始到9999循环，自动计数，数据显示时间不大于1秒。
moduledscnt（key,clk,sels,segs）;//动态扫描代码模板
input[3:
0]key;//按键
inputclk;//系统时钟
outputreg[2:
0]sels;//位选，即选择某个数码管
reg[1:
0]sels0;//位选中间寄存器变量，4个数码被用动态扫描
outputreg[6:
0]segs;//段选，即七段数码管
reg[2:
0]vkey;//记录按键被按下
regdataclk,bitclk;//段显示时钟和位扫描时钟
reg[3:
0]disdata;//送入段显示数据。
reg[15:
0]data;//四位十进制数据。
reg[30:
0]cnt;//分频时钟计数器
//按键部分代码------------------------------------------------
always@（key）
beginif（!
key[3]）vkey<=1;
if（!
key[2]）vkey<=2;
if（!
key[1]）vkey<=3;
if（!
key[0]）vkey<=4;
end
//分频部分代码------------------------------------------------
always@（posedgeclk）
begin
cnt<=cnt+1;
end
//段显示时钟
assigndataclk=cnt[?
];//?
表示根据系统时钟，设计者自行选取合适的值
//位扫描时钟
assignbitclk=cnt[?
];
//用于段显示的计算部分代码（加，减计数，暂停，复位）-----------
always@（posedgedataclk）
begin
if（vkey==1）
:
data[3:
0]
if（vkey==2）
:
if（vkey==3）
:
if（vkey==4）
:
//位选---------------------------------------------------------
always@（posedgebitclk）
beginsels0<=sels0+1;
sels<=sels0;
end
//动态显示---------------------------------------------------------
always@（selsordata）
begin
case（sels）
2'b00:
disdata<=data[15:
12];
2'b01:
disdata<=data[11:
8];
2'b10:
disdata<=data[7:
4];
2'b11:
disdata<=data[3:
0];
endcase
end
always@（disdata）
begin
case（disdata）
4'b0000:
segs<=7'b1111110;
4'b0001:
segs<=7'b1111110;
:
:
endcase
end
第五次实验：
实验9：
序列检测实验：
用一个按键代表时钟，一个按键代表输入数据，（时钟和数据要用LED显示其电平或数值，）当检测到1101序列时，蜂鸣器响动，指示灯点亮。
实验10：
表决器实验
利用按键、指示灯和数码管完成一个7人表决器实验。
用7个按键代表7个人（高电平表示同意，低电平表示反对），用1个指示灯代表表决结果（点亮表示通过），1位数码管显示通过的票数。
第六次实验：
实验11：
交通灯实验：
完成一个简单是交通灯控制器实验，交通灯显示用实验箱的交通灯模块和2个数码管显示。
具体要求
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