按照这个文件要求用verilog编写完整代码(基于basys3)

时间: 2024-11-04 20:15:57 浏览: 11
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根据提供的文档,以下是实现该设计所需的Verilog代码。我们将逐步构建每个模块,并最终将它们连接在一起形成顶层模块。 ### 1. 通用计数器模块 (`Generic_counter`) ```verilog module Generic_counter #( parameter COUNTER_WIDTH = 4, parameter COUNTER_MAX = 9 )( input wire CLK, input wire RESET, input wire ENABLE, output reg [COUNTER_WIDTH-1:0] COUNT, output reg TRIG_OUT ); always @(posedge CLK or posedge RESET) begin if (RESET) begin COUNT <= 0; TRIG_OUT <= 0; end else if (ENABLE) begin if (COUNT == COUNTER_MAX) begin COUNT <= 0; TRIG_OUT <= 1; end else begin COUNT <= COUNT + 1; TRIG_OUT <= 0; end end else begin TRIG_OUT <= 0; end end endmodule ``` ### 2. 四路多路复用器模块 (`Multiplexer`) ```verilog module Multiplexer ( input wire [1:0] SEL, input wire [4:0] IN0, IN1, IN2, IN3, output reg [4:0] OUT ); always @(*) begin case (SEL) 2'b00: OUT = IN0; 2'b01: OUT = IN1; 2'b10: OUT = IN2; 2'b11: OUT = IN3; default: OUT = 5'b00000; endcase end endmodule ``` ### 3. 7段解码器模块 (`Seg7Decoder`) 假设我们已经有一个现成的 `Seg7Decoder` 模块: ```verilog module Seg7Decoder ( input wire [4:0] BCD_IN, output reg [6:0] SEGMENT_OUT ); // 假设这里已经有实现 // 这里只是示例,具体实现需要参考Basys 3 FPGA板手册 always @(*) begin case (BCD_IN[3:0]) 4'b0000: SEGMENT_OUT = 7'b1000000; // 0 4'b0001: SEGMENT_OUT = 7'b1111001; // 1 4'b0010: SEGMENT_OUT = 7'b0100100; // 2 4'b0011: SEGMENT_OUT = 7'b0110000; // 3 4'b0100: SEGMENT_OUT = 7'b0011001; // 4 4'b0101: SEGMENT_OUT = 7'b0010010; // 5 4'b0110: SEGMENT_OUT = 7'b0000010; // 6 4'b0111: SEGMENT_OUT = 7'b1111000; // 7 4'b1000: SEGMENT_OUT = 7'b0000000; // 8 4'b1001: SEGMENT_OUT = 7'b0010000; // 9 default: SEGMENT_OUT = 7'b1111111; // Off endcase SEGMENT_OUT[6] = BCD_IN[4]; // 控制小数点 end endmodule ``` ### 4. 顶层模块 (`Top_Module`) ```verilog module Top_Module ( input wire CLK, input wire RESET, input wire ENABLE, output reg [3:0] SEG_SELECT, output reg [6:0] DEC_OUT ); // 信号声明 wire [16:0] Count_17bit; wire Trig_17bit; wire [3:0] Count_4bit_0, Count_4bit_1, Count_4bit_2, Count_4bit_3; wire Trig_4bit_0, Trig_4bit_1, Trig_4bit_2, Trig_4bit_3; wire [4:0] Mux_In0, Mux_In1, Mux_In2, Mux_In3; wire [4:0] Mux_Out; // 实例化17位计数器 Generic_counter #(.COUNTER_WIDTH(17), .COUNTER_MAX(99999)) Counter_17bit ( .CLK(CLK), .RESET(RESET), .ENABLE(1'b1), .COUNT(Count_17bit), .TRIG_OUT(Trig_17bit) ); // 实例化四个4位计数器 Generic_counter Counter_4bit_0 ( .CLK(CLK), .RESET(RESET), .ENABLE(Trig_17bit), .COUNT(Count_4bit_0), .TRIG_OUT(Trig_4bit_0) ); Generic_counter Counter_4bit_1 ( .CLK(CLK), .RESET(RESET), .ENABLE(Trig_4bit_0), .COUNT(Count_4bit_1), .TRIG_OUT(Trig_4bit_1) ); Generic_counter Counter_4bit_2 ( .CLK(CLK), .RESET(RESET), .ENABLE(Trig_4bit_1), .COUNT(Count_4bit_2), .TRIG_OUT(Trig_4bit_2) ); Generic_counter Counter_4bit_3 ( .CLK(CLK), .RESET(RESET), .ENABLE(Trig_4bit_2), .COUNT(Count_4bit_3), .TRIG_OUT(Trig_4bit_3) ); // 实例化四路多路复用器 assign Mux_In0 = {1'b1, Count_4bit_0}; assign Mux_In1 = {1'b1, Count_4bit_1}; assign Mux_In2 = {Count_4bit_2[3], Count_4bit_2[2:0]}; assign Mux_In3 = {1'b1, Count_4bit_3}; Multiplexer Mux ( .SEL(SEG_SELECT), .IN0(Mux_In0), .IN1(Mux_In1), .IN2(Mux_In2), .IN3(Mux_In3), .OUT(Mux_Out) ); // 实例化7段解码器 Seg7Decoder Decoder ( .BCD_IN(Mux_Out), .SEGMENT_OUT(DEC_OUT) ); // 生成2位选择信号 Generic_counter #(.COUNTER_WIDTH(2), .COUNTER_MAX(3)) Strobe_Counter ( .CLK(CLK), .RESET(RESET), .ENABLE(1'b1), .COUNT(SEG_SELECT), .TRIG_OUT() ); endmodule ``` ### 5. 约束文件 (`constraints.xdc`) 确保在约束文件中正确配置引脚映射: ```tcl set_property PACKAGE_PIN W5 [get_ports {CLK}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {CLK}] set_property PACKAGE_PIN V10 [get_ports {RESET}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {RESET}] set_property PACKAGE_PIN V9 [get_ports {ENABLE}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {ENABLE}] set_property PACKAGE_PIN G14 [get_ports {SEG_SELECT[0]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {SEG_SELECT[0]}] set_property PACKAGE_PIN H14 [get_ports {SEG_SELECT[1]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {SEG_SELECT[1]}] set_property PACKAGE_PIN K15 [get_ports {SEG_SELECT[2]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {SEG_SELECT[2]}] set_property PACKAGE_PIN J15 [get_ports {SEG_SELECT[3]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {SEG_SELECT[3]}] set_property PACKAGE_PIN N14 [get_ports {DEC_OUT[0]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[0]}] set_property PACKAGE_PIN M14 [get_ports {DEC_OUT[1]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[1]}] set_property PACKAGE_PIN L14 [get_ports {DEC_OUT[2]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[2]}] set_property PACKAGE_PIN K14 [get_ports {DEC_OUT[3]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[3]}] set_property PACKAGE_PIN J13 [get_ports {DEC_OUT[4]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[4]}] set_property PACKAGE_PIN P14 [get_ports {DEC_OUT[5]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[5]}] set_property PACKAGE_PIN R15 [get_ports {DEC_OUT[6]}] set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {DEC_OUT[6]}] ``` ### 6. 编译和下载 1. 将上述所有模块保存为相应的文件(如 `Generic_counter.v`, `Multiplexer.v`, `Seg7Decoder.v`, `Top_Module.v`)。 2. 使用Vivado或类似的FPGA开发工具打开项目,添加这些文件并设置顶层模块为 `Top_Module`。 3. 添加约束文件 `constraints.xdc` 并进行综合、实现和生成比特流文件。 4. 将生成的 `.bit` 文件加载到Basys 3 FPGA板上。 完成以上步骤后,你应该能够看到一个功能正常的十进制计时器,显示在7段显示器上。
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