采用Verilog HDL语言设计分频器,并给出测试代码(测试所有功能),实现以下功能:输出时钟周期为1s的分频时钟信号;通过LED灯显示秒数,可对9s内的秒数进行计数;当按下复位按键时重新开始计数。,测试完整功能
时间: 2024-02-13 08:04:01 浏览: 65
好的,下面是完整的Verilog HDL代码及测试代码,实现输出时钟周期为1s的分频时钟信号,通过LED灯显示秒数,可对9s内的秒数进行计数,当按下复位按键时重新开始计数。
```verilog
module Divider(
input clk, //时钟信号
input rst, //复位信号
output reg clk_out, //输出分频后的时钟信号
output reg [3:0] sec //输出秒数
);
reg [26:0] count = 0; //计数器,用于计算1s的时钟周期
reg [3:0] sec_count = 0; //秒数计数器,用于计算秒数
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
clk_out <= 0;
count <= 0;
sec_count <= 0;
sec <= 0;
end
else begin
count <= count + 1;
if (count >= 25000000) begin //1s的时钟周期
count <= 0;
clk_out <= ~clk_out; //分频后的时钟信号
sec_count <= sec_count + 1;
if (sec_count >= 10) begin //1秒
sec_count <= 0;
sec <= sec + 1;
if (sec >= 9) begin //9秒
sec <= 0;
end
end
end
end
end
endmodule
```
测试代码:
```verilog
module Divider_tb;
reg clk;
reg rst;
wire clk_out;
wire [3:0] sec;
Divider dut(
.clk(clk),
.rst(rst),
.clk_out(clk_out),
.sec(sec)
);
initial begin
clk = 0;
rst = 0;
#10 rst = 1; //复位信号
#10 rst = 0;
repeat(100) begin //100s测试时间
#5 clk = ~clk;
$display("clk_out=%b, sec=%d", clk_out, sec);
end
$finish;
end
endmodule
```
在测试代码中,我们将时钟信号和复位信号赋值给模块的输入端口,然后通过输出端口读取分频后的时钟信号和秒数,再将其打印出来。在测试代码中,我们对复位信号进行了一次置位和复位操作,以模拟复位的情况。在测试过程中,我们将时钟信号翻转,以模拟时钟信号的变化,然后通过$display语句打印出分频后的时钟信号和秒数。最后,我们使用$finish语句结束测试。
为了显示秒数,我们需要使用LED灯,将其与sec端口连接起来,并通过板子或仿真器进行测试。下面是完整的代码,包括LED灯的连接和约束文件。
```verilog
module Divider(
input clk, //时钟信号
input rst, //复位信号
output reg clk_out, //输出分频后的时钟信号
output reg [3:0] sec //输出秒数
);
reg [26:0] count = 0; //计数器,用于计算1s的时钟周期
reg [3:0] sec_count = 0; //秒数计数器,用于计算秒数
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
clk_out <= 0;
count <= 0;
sec_count <= 0;
sec <= 0;
end
else begin
count <= count + 1;
if (count >= 25000000) begin //1s的时钟周期
count <= 0;
clk_out <= ~clk_out; //分频后的时钟信号
sec_count <= sec_count + 1;
if (sec_count >= 10) begin //1秒
sec_count <= 0;
sec <= sec + 1;
if (sec >= 9) begin //9秒
sec <= 0;
end
end
end
end
end
endmodule
module Divider_tb;
reg clk;
reg rst;
wire clk_out;
wire [3:0] sec;
Divider dut(
.clk(clk),
.rst(rst),
.clk_out(clk_out),
.sec(sec)
);
initial begin
clk = 0;
rst = 0;
#10 rst = 1; //复位信号
#10 rst = 0;
repeat(100) begin //100s测试时间
#5 clk = ~clk;
$display("clk_out=%b, sec=%d", clk_out, sec);
end
$finish;
end
endmodule
module LED(
input clk, //时钟信号
input [3:0] sec, //秒数
output [3:0] led //LED灯
);
reg [3:0] count = 0; //计数器,用于计算1s的时钟周期
always @(posedge clk) begin
count <= count + 1;
if (count >= 25000000) begin //1s的时钟周期
count <= 0;
led <= sec;
end
end
endmodule
module top(
input clk, //时钟信号
input rst, //复位信号
output [3:0] led //LED灯
);
wire [3:0] sec;
wire clk_out;
Divider divider(
.clk(clk),
.rst(rst),
.clk_out(clk_out),
.sec(sec)
);
LED led(
.clk(clk_out),
.sec(sec),
.led(led)
);
endmodule
```
约束文件:
```
set_property -dict { PACKAGE_PIN G17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[0] }]; #IO_L13P_T2_MRCC_35 Sch=led[0]
set_property -dict { PACKAGE_PIN G16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[1] }]; #IO_L12N_T1_MRCC_35 Sch=led[1]
set_property -dict { PACKAGE_PIN F15 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[2] }]; #IO_L7N_T1_D08_35 Sch=led[2]
set_property -dict { PACKAGE_PIN F16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { led[3] }]; #IO_L7P_T1_D07_35 Sch=led[3]
set_property -dict { PACKAGE_PIN E3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { clk }]; #IO_L5N_T0_D00_M00_A00_35 Sch=clk
set_property -dict { PACKAGE_PIN C3 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { rst }]; #IO_L4N_T0_D00_M00_A00_35 Sch=rst
```
其中,LED灯的连接方式和约束文件需要根据硬件平台进行修改。在本例中,我们假设LED灯的连接方式为共阳极,即正极连接到VCC,负极连接到FPGA引脚,LED灯的引脚分别连接到FPGA的G17、G16、F15、F16引脚。
希望这个完整的代码能够帮到你,实现了输出时钟周期为1s的分频时钟信号,通过LED灯显示秒数,可对9s内的秒数进行计数,当按下复位按键时重新开始计数。
阅读全文