使用6.1的十进制计数器级联实现一个模60的加法计数器。1、说明采用的设计方法,写出分析过程。2、画出逻辑连接框图。3、编写Verilog代码实现这个计数器count60。4、编写仿真代码并进行验证。
时间: 2024-11-27 13:16:55 浏览: 45
74LS90实现十进制计数器、百进制计数器-multisim电路仿真设计
为了实现一个模60的加法计数器,我们可以利用六进制计数器级联的方式,因为60可以表示为6的幂次相乘(\(6^1 \times 6^0 = 36 + 24\))。我们首先需要两个独立的六位计数器,一个用于36,另一个用于24。当一个计数器溢出时,我们将它的值加上另一个计数器的当前值,然后将结果作为新的计数值。
**设计方法及分析过程:**
1. 采用同步分频器设计,每个六进制计数器单独工作,每满六个计数单位后触发一次进位。
2. 当第一个六进制计数器达到6(即10进制的10),通过异步信号将其值加到第二个六进制计数器上,并清零第一个计数器。
3. 同理,当第二个计数器达到6(即10进制的18),再将其值加到总和计数器上,同时清零第二个计数器。
4. 总和计数器则记录这两个小计数器的和,也就是模60的结果。
**逻辑连接框图:**
由于这是文字描述,无法直接绘制框图,但你可以想象两个六进制计数器(如D FFs)串行连接,通过异步置入信号级联。在每个计数器后面会有溢出标志,触发进位操作。
**Verilog代码实现(简化版本):**
```verilog
module count60 (
input clk,
input reset,
output reg [5:0] count_out
);
// 六进制计数器模块,假设名为counter_6
localparam COUNT_WIDTH = 6;
wire overflow1, overflow2;
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
counter_6 <= 0;
sum <= 0;
end else if (!overflow1 && !overflow2) begin
// 模60计算逻辑
if (counter_6 == COUNT_WIDTH - 1) begin
counter_6 <= 0;
sum <= sum + counter_6[COUNT_WIDTH-1];
overflow1 <= 1; // 发送进位信号给第二个计数器
end else
counter_6 <= counter_6 + 1;
end else if (!overflow2) begin
if (counter_6_2 == COUNT_WIDTH - 1) begin
counter_6_2 <= 0;
overflow2 <= 1;
end else
counter_6_2 <= counter_6_2 + 1;
end
end
endmodule
```
注意:这里假设`counter_6` 和 `counter_6_2` 分别代表两个六进制计数器,`sum` 是它们的和。
**仿真代码及验证:**
在VHDL或Verilog模拟环境中编写测试 bench,输入不同的时钟周期,观察计数器输出是否符合预期的模60模式。你可以设置多个测试向量,比如初始状态为0,然后逐个增加时钟,检查计数器是否正确地循环计数并在适当的时候进位。
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