module top_module( input clk, input rst_n, output reg [3:0] led, output reg [2:0] sel, output reg [6:0] seg ); wire clk_2s; wire [3:0] lsd_led; lsd lsd_inst( .clk(clk), .rst_n(rst_n), .led(lsd_led) ); aa aa_inst( .clk(clk_2s), .sel(sel), .rst_n(rst_n), .seg(seg), .Q(lsd_led[3]) ); always @ (posedge clk) begin if (rst_n == 0) begin led <= 4'b0111; end else begin led <= {led[0], led[3:1]}; end end endmodule
时间: 2024-03-11 10:43:57 浏览: 54
这是一个顶层模块,包含了之前提到的 lsd 模块和 aa 模块。在这个模块中,将 lsd 模块的 led 信号连接到了一个名为 lsd_led 的 wire 信号上,而将 lsd 模块的 clk_2s 信号连接到了 aa 模块的 clk 输入上。同时,将 lsd_led[3] 信号连接到了 aa 模块的 Q 输入上,用来控制七段数码管的显示数字。最后,在 always 块中,根据时钟信号来控制 led 的显示向左移动一位。
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程序源代码】(加注释)module top(clk,rst_n,seg,sel); input clk,rst_n;//50MHZ系统时钟 output [7:0] seg; output [2:0] sel; wire clk_r; wire [3:0] num; //例化模块 speed speed( .clk(clk),.rst_n(rst_n),.clk_r(clk_r) ); sel_det sel_det( .clk_r(clk_r),.rst_n(rst_n),.sel(sel)); num_det num_det(.clk_r(clk_r),.rst_n(rst_n),.num(num) ); seg_num seg_num( .num(num),.seg(seg) ); endmodule // module speed(clk,rst_n,clk_r); input clk,rst_n; output clk_r;//50MHZ系统时钟 reg [23:0] cnt; reg clk_r; always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begin cnt=0; clk_r=0; end else if (cnt==5) begin cnt=0; clk_r=~clk_r; end else cnt=cnt+1; end endmodule
这是一个 Verilog 代码示例,包含了三个模块,下面是代码的详细解释和注释:
```
module top(clk, rst_n, seg, sel);
input clk, rst_n; // 输入信号 clk 和 rst_n
output [7:0] seg; // 输出信号 seg,7 个七段数码管的显示
output [2:0] sel; // 输出信号 sel,3 个数码管的选择信号
wire clk_r; // 时钟信号 clk_r,用于控制显示的速度
// 实例化三个模块
speed speed(.clk(clk), .rst_n(rst_n), .clk_r(clk_r));
sel_det sel_det(.clk_r(clk_r), .rst_n(rst_n), .sel(sel));
num_det num_det(.clk_r(clk_r), .rst_n(rst_n), .num(num));
seg_num seg_num(.num(num), .seg(seg));
endmodule
// 模块 speed,用于控制时钟的频率
module speed(clk, rst_n, clk_r);
input clk, rst_n; // 输入信号 clk 和 rst_n
output clk_r; // 输出时钟信号 clk_r
reg [23:0] cnt; // 计数器 cnt,用于计算时钟周期数
reg clk_r; // 时钟信号 clk_r
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin // 如果复位信号为低电平,计数器和时钟信号都清零
cnt <= 0;
clk_r <= 0;
end else if (cnt == 5) begin // 如果计数器达到 5,时钟信号取反,计数器清零
cnt <= 0;
clk_r <= ~clk_r;
end else begin // 否则计数器加 1
cnt <= cnt + 1;
end
end
endmodule
// 模块 sel_det,用于生成数码管选择信号
module sel_det(clk_r, rst_n, sel);
input clk_r, rst_n; // 输入时钟信号 clk_r 和复位信号 rst_n
output [2:0] sel; // 输出选择信号 sel
reg [1:0] cnt; // 计数器 cnt,用于计算选择信号
always @(posedge clk_r or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin // 如果复位信号为低电平,计数器和选择信号都清零
cnt <= 0;
sel <= 3'b000;
end else if (cnt == 2) begin // 如果计数器达到 2,选择信号加 1,计数器清零
cnt <= 0;
sel <= sel + 1;
end else begin // 否则计数器加 1
cnt <= cnt + 1;
end
end
endmodule
// 模块 num_det,用于生成数码管显示的数字
module num_det(clk_r, rst_n, num);
input clk_r, rst_n; // 输入时钟信号 clk_r 和复位信号 rst_n
output [3:0] num; // 输出数字 num,4 个二进制位
reg [3:0] cnt; // 计数器 cnt,用于计算数字
always @(posedge clk_r or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin // 如果复位信号为低电平,计数器和数字都清零
cnt <= 0;
num <= 4'b0000;
end else if (cnt == 3) begin // 如果计数器达到 3,数字加 1,计数器清零
cnt <= 0;
num <= num + 1;
end else begin // 否则计数器加 1
cnt <= cnt + 1;
end
end
endmodule
// 模块 seg_num,用于将数字转换为七段数码管的显示信号
module seg_num(num, seg);
input [3:0] num; // 输入数字 num,4 个二进制位
output [7:0] seg; // 输出七段数码管的显示信号 seg,8 个二进制位
always @(num) begin
case(num) // 根据输入数字的不同情况,生成不同的七段数码管显示信号
4'b0000: seg <= 8'b11000000;
4'b0001: seg <= 8'b11111001;
4'b0010: seg <= 8'b10100100;
4'b0011: seg <= 8'b10110000;
4'b0100: seg <= 8'b10011001;
4'b0101: seg <= 8'b10010010;
4'b0110: seg <= 8'b10000010;
4'b0111: seg <= 8'b11111000;
4'b1000: seg <= 8'b10000000;
4'b1001: seg <= 8'b10010000;
4'b1010: seg <= 8'b10001000;
4'b1011: seg <= 8'b10000011;
4'b1100: seg <= 8'b11000110;
4'b1101: seg <= 8'b10100001;
4'b1110: seg <= 8'b10000110;
4'b1111: seg <= 8'b10001110;
default: seg <= 8'b11111111; // 如果不是有效数字,显示全灭
endcase
end
endmodule
```
这个代码实现了一个简单的数字计数器,使用一个 4 位计数器控制数码管显示的数字,一个 2 位计数器控制数码管的选择,一个 24 位计数器控制时钟的频率,实现了一个简单的流水灯效果。其中,每个模块都有自己的功能,通过不同的输入和输出信号连接在一起,实现了一个完整的数字计数器。
module lfsr_3bits #(parameter N = 3)( input sys_clk, input sys_rst_n, input L, input [N-1 : 0] R, output reg [N-1 : 0] prNUM );module seldff( input sys_clk, input sys_rst_n, input L, input r_in, input q_in, output Q );设计一个3位线性反馈移位寄存器(LFSR)电路,如下图所示。电路采用低电平同步复位信号。本设计需要通过实例化图中红色框中的子模块(D触发器 + 多路选择器)实现。
以下是基于Verilog的3位LFSR电路设计:
```verilog
module lfsr_3bits #(parameter N = 3)(
input sys_clk,
input sys_rst_n,
input L,
input [N-1 : 0] R,
output reg [N-1 : 0] prNUM
);
wire [2:0] feedback; // 用于生成LFSR反馈信号的3位线性组合
// D触发器 + 多路选择器子模块
module seldff(
input sys_clk,
input sys_rst_n,
input L,
input r_in,
input q_in,
output Q
);
reg [1:0] sel;
always @ (L, r_in) begin
case (L)
2'b00: sel = 2'b00;
2'b01: sel = r_in == 2'b00 ? 2'b00 : 2'b01;
2'b10: sel = r_in == 2'b00 ? 2'b00 : 2'b10;
2'b11: sel = 2'b11;
endcase
end
always @ (posedge sys_clk, negedge sys_rst_n) begin
if (!sys_rst_n) begin
Q <= 1'b0;
end else begin
case (sel)
2'b00: Q <= 1'b0;
2'b01: Q <= q_in[1];
2'b10: Q <= q_in[0];
2'b11: Q <= q_in[1] ^ q_in[0];
endcase
end
end
endmodule
// 生成LFSR反馈信号的线性组合
assign feedback = {prNUM[2], prNUM[1], prNUM[0]} ^ {R[2], R[1], R[0]};
// 实例化3个D触发器 + 多路选择器子模块,构成3位LFSR电路
seldff #(.N(N)) dff0 (.sys_clk(sys_clk), .sys_rst_n(sys_rst_n), .L(L), .r_in(R[0]), .q_in(prNUM[0]), .Q(prNUM[0]));
seldff #(.N(N)) dff1 (.sys_clk(sys_clk), .sys_rst_n(sys_rst_n), .L(L), .r_in(R[1]), .q_in(prNUM[1]), .Q(prNUM[1]));
seldff #(.N(N)) dff2 (.sys_clk(sys_clk), .sys_rst_n(sys_rst_n), .L(L), .r_in(R[2]), .q_in(prNUM[2]), .Q(prNUM[2]));
endmodule
```
这里使用了一个名为 `seldff` 的子模块来实现D触发器 + 多路选择器的功能。在 `seldff` 模块中,我们通过 `L` 和 `r_in` 信号确定当前状态下的选择信号 `sel`,然后根据 `sel` 和 `q_in` 生成下一个状态的输出信号 `Q`。在 `lfsr_3bits` 模块中,我们实例化3个 `seldff` 模块,用于构成3位LFSR电路。通过 `feedback` 信号来生成LFSR反馈信号的线性组合,从而实现LFSR电路的功能。