FPGA拾忆_（3）：调用IP 计数器&BCD计数器-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了FPGA拾忆_（3）：调用IP 计数器&BCD计数器。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

调用IP计数器：

每来一个cin（进位输入）信号，计数器输出值加一，当计数值为9且cin为1时，输出一个时钟长度的cout（进位输出）信号。

首先采用调用quartus种IP的方式，具体步骤：

Tools----IP Catalog：

然后会调出IP目录窗口：

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发

通过搜索counter来添加计数器模块，需要设置的内容有：bit位（几位输出寄存器）、计数值、加一or减一、使能方式（clock enable ，count enable）、计数方式（时钟 or carry in）、清零，置数，预载等功能。

设置完成可以直接自己编写top模块，然后例化IP，eg：

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发在顶层模块，右键点击 set as top-level....

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发代码：

module counter_mytop(clk,cin,cout,q);
	input  wire clk;
	input  wire cin;
	
	output  wire cout;  //这里都报错了,原因均是错误使用了reg型来例化，
	output  wire [11:0]q;  //应该使用wire来例化
	wire cout1;
	wire cout2;
	
	wire [3:0] q1;
	wire [3:0] q2;
	wire [3:0] q3;
	
	assign q = {q3,q2,q1};
	
	counter_myip  U1(
		.cin(cin),
		.clock(clk),
		.cout(cout1),
		.q(q1)
							);
							
	counter_myip  U2(
		.cin(cout1),
		.clock(clk),
		.cout(cout2),
		.q(q2)
							);
	counter_myip  U3(
		.cin(cout2),
		.clock(clk),
		.cout(cout),
		.q(q3)
							);
	

endmodule

易错点：

在顶层模块例化的时候，一定要注意，例化端口的数据类型必须是wire型，如下图：

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发无论子模块的端口是reg还是wire型，因为子模块要迅速读取来自外部信号的变化情况，所以顶层模块例化时必须定义为wire类型！！

我自己在编译时候，就提示错误了，多个例化的中间变量or输入输出端口都报错了，因为未使用wire类型。调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发

BCD计数器

BCD码的巨大优势：

（BCD码，使用4位2进制来表示一位10进制，可以粗浅理解为将16进制直接读为10进制）

示例：

取出1158这个数的每一位来分别进行操作：

（1）C语言的做法：

1158%10 = 8；//个位

1158/10 =115；

115%10 = 5；//十位

115/10 =11；

11%10 = 1；//百位

11/10 =1；//千位

显然，这种方式对于硬件资源的浪费极大，而且硬件对于除法运算会舍去精度，因此对于“需要对数据进行取各位运算、非整体运算时”，采用BCD码可以大幅度减少运算资源占用以及计算误差。

如十进制的1158，我们直接把它用16'h1158来代替，那么

16'h1_1_5_8

=16'b0001_0001_1001_1000

在硬件中，只需要读出高四位数（0001），即代表千位，低四位（1000），即代表个位。

这样完全避免了上面的转化运算，可以直接读取十进制的各个位数据！！！

BCD计数器的最大计数值为10，也就是每次记到9，并且来了一个新的cin信号时，cout输出1：

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发易错点：

在刚开始仿真的时候，发现出现了一个这样的错误：

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发

999之后再来cin信号，计数值错误，两个时钟之后，才恢复正常值，这是因为999+1=000，但是个位向十位传递进位时，需要一个周期，十位向百位传递进位时，也需要一个周期，所以出问题了，把cout的输出逻辑改为assign语句（即迅速传递进位信息），可以解决。

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发

修改之后的仿真结果：

调用计数器,FPGA拾忆记录,fpga开发

自己编写的10进制计数器：

仔细感悟一下q的always块的条件书写，体会条件书写时的包含与被包含关系，理清思路

代码：

module counter_my(clk,rst,cin,cout,q);
	
	input clk;
	input rst;
	input cin;
	output cout;  //进位输出
	output reg [3:0]q;	//计数输出
	
	//q的输出逻辑
	always@(negedge rst or posedge clk)begin
		if(!rst)
			q<=4'b0;
		else if(cin ==1)   //计数到10也复位
			begin
			if(q==4'b1001)
				q<=0;
			else
				q<=q+1;
			end
		else
			q<=q;
	end
	
	//cout的输出逻辑
	assign cout = (q==4'b1001&&cin==1)?1:0;

endmodule

testbench：

`timescale 1ns/1ns
`define clockperiod 20   //时钟周期20ns

module counter_myip_testbench;

		//激励信号
		reg clk;
		reg cin;
		
		//检测信号
		wire  [11:0] q;
		wire cout;

		//例化待检测模块，这里犯了错误，例化时没加例化名tb1，编译不报错但是仿真无法进行！！
		 counter_mytop     tb1( .clk(clk),
										.cin(cin),
										.cout(cout),
										.q(q)
										);

		//激励施加过程
		initial clk = 1;
		always begin
		#(`clockperiod/2)   clk = ~clk;
		end
		
		//
		initial begin
		repeat(1500)begin
		#(`clockperiod*10); 
		cin = 1;
		#(`clockperiod*10); 
		cin = 0;
		end
		
		#1000;
		$stop;
		end
		

endmodule

文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-775210.html