同步十进制加法计数器VHDL语言设计，要求可复位,预置,保持

同步十进制加法计数器是一种数字逻辑电路，它能够通过输入脉冲同步地逐位累加，通常用于序列生成、计数或定时应用。在VHDL（ VHDL综合硬件描述语言）设计中，这样的计数器需要考虑以下几个关键部分：

1. **结构**: 它通常由基本的触发器（如D触发器或JK触发器）组成，构成一个环形结构，每个触发器代表一位计数状态。

2. **同步控制**：通过同步信号（如CLK），所有的触发器会同时更新，保证计数过程的一致性。当CLK上升沿到来时，触发器的状态会发生改变。

3. **复位（Reset）**：一般有一个额外的输入，称为`reset`，当这个信号有效（高电平）时，计数器会被归零到初始状态，即所有触发器回到0状态。

4. **预置（Preload）**: 另一个输入是`preload`，如果在`reset`无效而`preload`有效的期间收到此信号，计数器会在下一次`CLK`上升沿跳过当前状态直接进入下一个状态，类似于预加载。

5. **保持（Hold）**: 这通常是通过一个`hold`信号实现的，当`hold`有效时，即使接收到新的计数脉冲，计数器的状态也不会改变，直到`hold`失效。

以下是VHDL设计的基本框架示例：

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity decimal_counter is
   Port (
      CLK : in  STD_LOGIC;
      reset : in  STD_LOGIC;
      preload : in  STD_LOGIC;
      hold : in  STD_LOGIC;
      Q : out  STD_LOGIC_VECTOR (9 downto 0)
   );
end decimal_counter;

architecture Behavioral of decimal_counter is
   signal next_state : STD_LOGIC_VECTOR(9 downto 0);
begin
   process(CLK, reset, preload, hold)
      variable current_count : integer range 0 to 9 := 0;
   begin
      if rising_edge(CLK) then
         if reset = '1' then
            next_state <= "0000000000";  -- 当reset=1时清零
         elsif preload = '1' and hold = '0' then
            -- 预加载逻辑
         elsif hold = '1' then
            next_state <= Q;             -- 保持当前状态
         else
            if current_count < 9 then
               next_state(current_count) <= Q(current_count);  -- 十进制加一
               current_count := current_count + 1;
            end if;
         end if;
         Q <= next_state;              -- 更新输出
      end if;
   end process;
end Behavioral;