实验一-十进制计数器的设计.docx

实验一的目的是让学生熟悉使用QuartusⅡ的Verilog HDL文本设计流程，学习如何设计、仿真和硬件测试十进制计数器。在Verilog HDL中，计数器通常由寄存器和逻辑门组成，可以实现特定的计数功能。在这个实验中，设计的是一个带有异步复位（RST）、同步计数使能（EN）、可预置型的十进制计数器。 计数器的实现主要包括以下几个部分： 1. 异步复位：当RST信号为低电平时，计数器会复位到初始状态，即0。这通过一个条件句`if(!RST)`实现，将RST连接到寄存器的清零端CLR。 2. 同步计数使能：EN信号控制计数器是否允许计数。在每个时钟周期的上升沿（posedge CLK），如果EN为高，计数操作才会执行。这是通过`if(EN)`条件句来实现的。 3. 数据加载（LOAD）控制：LOAD信号用于决定是否从外部提供的DATA端口加载数据。当LOAD为低时，计数器从DATA接收4位并行数据。这通过`if(!LOAD)`条件句来完成。 4. 计数逻辑：使用不完整的条件语句和`Q1<=Q1+1`实现加1操作，使得计数器每次时钟上升沿增加1，除非有其他条件阻止（如LOAD为高或达到最大值9）。 5. 达到最大值的处理：当计数值达到9时，计数器需要重置。这通过一个比较器实现，当`Q1<9`为假时，计数器被重置为0，同时输出进位标志COUT为高电平脉冲。 6. 输出：DOUT输出4位的计数值，从0到9。COUT是一个1位的进位标志，仅在DOUT达到9时输出高电平脉冲。 实验流程包括使用Quartus II创建Verilog HDL源文件，编写计数器的描述代码，然后创建工程并添加源文件。接着选择目标芯片（如EP1C6Q240C8）并进行综合和编译。综合和编译完成后，可以进行仿真验证计数器的功能是否符合预期。如果一切正常，可以通过硬件平台进行实际测试，确保计数器在FPGA上的工作性能。 这个实验不仅涵盖了Verilog HDL的基础语法，还涉及到数字逻辑设计中的复位、使能、加载和比较器等关键概念，对理解数字系统设计有极大的帮助。通过这个实验，学生能够深入理解计数器的工作原理，并掌握利用EDA工具实现数字逻辑设计的方法。