如何利用ModelSim仿真工具和Verilog语言设计一个具有异步清零和同步预置功能的74LS160十进制计数器？

为了理解并实现一个74LS160十进制计数器的仿真设计，我们可以参考《使用ModelSim设计74LS160十进制计数器》这份资料。该实验指导详细描述了74LS160计数器的工作原理及其在FPGA设计中的应用，特别是在ModelSim仿真环境下的实现步骤。

参考资源链接：[使用ModelSim设计74LS160十进制计数器](https://wenku.csdn.net/doc/6412b476be7fbd1778d3fac8?spm=1055.2569.3001.10343)

首先，我们需要熟悉74LS160计数器的基本功能，包括如何处理异步清零（通过DR引脚实现）以及如何实现同步预置（通过LD引脚和时钟脉冲的上升沿）。这些操作对应于计数器模块的输入信号，需要在Verilog代码中准确实现。

在Verilog代码中，我们可以定义一个模块`decade_counter`来模拟74LS160的功能。这个模块应包含四个输出端Q0到Q3，并应支持以下操作：
- 正常计数：当使能端EP和ET同时为高电平时，计数器应进行计数。
- 异步清零：当DR引脚为低电平时，无论计数器当前状态如何，计数器立即清零。
- 同步预置：当LD为低电平且在时钟脉冲的上升沿，数据输入D0到D3被同步加载到计数器中。

实现上述功能的Verilog代码需要包含敏感信号列表，并在`always`块中根据信号的变化更新输出。例如：

always @(posedge clk or negedge DR or negedge load_n) begin
    if (!DR) begin
        // 异步清零逻辑
        q <= 4'b0000;
    end else if (!load_n) begin
        // 同步预置逻辑
        q <= d;
    end else if (enable && clk) begin
        // 正常计数逻辑
        if (q == 4'b1001)
            q <= 4'b0000;
        else
            q <= q + 1'b1;
    end
end

在ModelSim中进行仿真时，我们需要编写测试程序来验证计数器模块的行为。测试程序应实例化`decade_counter`模块，并提供时钟信号、使能信号、异步清零信号和同步预置信号等。通过观察输出波形，我们可以检查计数器是否按照预期工作。

推荐在完成实验设计后，深入研究《使用ModelSim设计74LS160十进制计数器》资料，以获得关于实验设置、代码实现和仿真测试的更多细节和深入理解。这份资料不仅包含了必要的理论基础，还提供了实际的操作指南，是学习和应用FPGA设计的理想资源。

参考资源链接：[使用ModelSim设计74LS160十进制计数器](https://wenku.csdn.net/doc/6412b476be7fbd1778d3fac8?spm=1055.2569.3001.10343)