FPGA-计数器的实现

• 计数器是依托时钟实现的，在时钟沿（一般在上升沿）进行检测，实现计数加1；
• 计数是从0开始计数的，所以计数值为（M-1），其中M为计数的值。比如计数到10，我们实现时到9即可；
• 这里为计数器的第一种实现方法，该方法非最优方法，我们只需要了解即可，后续我们会介绍另一种方法，可以将两种方案作对比学习。
• 实验：
  • 依托板子上的LED灯为例进行讲解，RTL代码都是一样的，针对具体的开发板只需要进行引脚的配置，注意时钟晶振的差别。
  • 实验要求：LED灯亮0.5s，灭0.5s，循环操作。
• 波形绘制
• RTL代码

  //计数器 
  
  module counter
  #(
  parameter CNT_MAX = 25'd24_999_999//可以作为实例化中参数传递的接口
  )
  (
      input wire Sys_Clk,
      input wire Sys_Rst_n,
      
      output reg Led_out
  );
  
  //参数定义
  //parameter既可以使用在模块内部，还可以写在模块的开始
  //parameter CNT_MAX = 25'd24_999_999; //0.5秒的计时需要的时钟周期个数（时钟从0开始计数）
  //localparam CNT_MAX = 25'd24_999_999;//只能使用在模块内部
  
  reg [24:0] Cnt;
  
  always@(posedge Sys_Clk or negedge Sys_Rst_n)
      if(Sys_Rst_n == 1'b0)
              Cnt <= 25'd0;
      else if(Cnt == CNT_MAX)
              Cnt <= 25'd0;
      else
         Cnt <= Cnt +25'd1; 
      
  always@(posedge Sys_Clk or negedge Sys_Rst_n)
      if(Sys_Rst_n == 1'b0)
          Led_out <= 1'b0;
      else if(Cnt == CNT_MAX)
          Led_out <= ~Led_out;
      else
          Led_out <= Led_out;
  
  /* module Counter
  #(
      .CNT_MAX(100),//具体这里传进去的为准，原来的和默认参数类似
  )
  (
      .Sys_Clk    (Sys_Clk),
      .Sys_Rst_n  (Sys_Rst_n),
      .Led_out    (Led_out)
  ); */
  
  endmodule

• 仿真代码

  `timescale 1ns / 1ns
  
  module counter_tb();
  
  
  reg sys_clk;
  reg sys_rst_n;
  
  wire led_out;
  
  initial
      begin
          sys_clk <= 1'b1;
          sys_rst_n <= 1'b0;
          #20
          sys_rst_n <= 1'b1;
      end
  always #10 sys_clk = ~sys_clk;
  
  counter 
  #(
      .CNT_MAX(25'd24)//可以作为实例化中参数传递的接口
  )
  counter_inst //注意这里的实例化模块名放在parameter参数后面写
  (
      .Sys_Clk    (sys_clk),
      .Sys_Rst_n  (sys_rst_n),
                  
      .Led_out    (led_out)
  );
  
  endmodule

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-761201.html

•  第二种方法实现计数器（推荐使用）
  • 绘制波形
  • RTL代码

    //计数器 
    
    module counter
    #(
    parameter CNT_MAX = 25'd24_999_999//可以作为实例化中参数传递的接口
    )
    (
        input wire Sys_Clk,
        input wire Sys_Rst_n,
        
        output reg Led_out
    );
    
    //参数定义
    //parameter既可以使用在模块内部，还可以写在模块的开始
    //parameter CNT_MAX = 25'd24_999_999; //0.5秒的计时需要的时钟周期个数（时钟从0开始计数）
    //localparam CNT_MAX = 25'd24_999_999;//只能使用在模块内部
    
    reg [24:0] Cnt;
    reg cnt_flag;
    
    always@(posedge Sys_Clk or negedge Sys_Rst_n)
        if(Sys_Rst_n == 1'b0)
                Cnt <= 25'd0;
        else if(Cnt == CNT_MAX)
                Cnt <= 25'd0;
        else
           Cnt <= Cnt +25'd1; 
    	   
    always@(posedge Sys_Clk or negedge Sys_Rst_n)
    	if(!Sys_Rst_n)
    		cnt_flag <= 1'b0;
    	else if(cnt == (CNT_MAX - 25'd1))
    		cnt_flag <= 1'b1;
    	else
    		cnt_flag < 1'b0;
        
    always@(posedge Sys_Clk or negedge Sys_Rst_n)
        if(Sys_Rst_n == 1'b0)
            Led_out <= 1'b0;
        else if(cnt_flag == 1'b1)
            Led_out <= ~Led_out;
        else
            Led_out <= Led_out;
    
    /* module Counter
    #(
        .CNT_MAX(100),//具体这里传进去的为准，原来的和默认参数类似
    )
    (
        .Sys_Clk    (Sys_Clk),
        .Sys_Rst_n  (Sys_Rst_n),
        .Led_out    (Led_out)
    ); */
    
    endmodule

  • RTL仿真代码同第一种方法。
  • Modsim仿真波形

到了这里，关于FPGA-计数器的实现的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！