掌握FPGA Verilog设计：BCD转换实战与Xilinx ISE工具应用

FPGA组合电路设计是一门实践性很强的课程，主要关注Verilog语言在可编程逻辑阵列（FPGA）中的应用。本实验的目标是让学生熟悉Verilog程序设计的基本方法，掌握Xilinx ISE开发工具的使用，以及在实际硬件平台——BASYS2开发板上进行组合电路的设计和实现。 首先，实验的核心内容是设计一个8位二进制数到3位BCD码的转换电路。在这个过程中，学生需编写Verilog代码来实现这个功能。总模块（bcd_top）负责集成各个子模块，包括控制时钟（clk）、拨码开关输入（btn）、开关状态显示（sw）、LED数码管输出（ld）等。它通过串行连接输出（assign x = {6'b000000, p}）将BCD码的一部分存储到寄存器x中，并利用bcdB和x7segX2模块分别处理显示部分。 转换模块（bcd）是核心算法部分，它接收8位二进制数（b），并通过循环和逻辑运算将其转换为BCD码。该模块使用了一个计数器（z）和条件判断语句，确保正确地执行每一位的BCD码转换。当某位数字大于4时，通过加3实现BCD编码规则。 显示模块（x7seg）负责驱动数码管显示，接受转换后的BCD码（x），并控制数码管的段选信号（a_to_go）、公共端信号（an）和点亮/灭灯信号（dp）。该模块还包括了其他辅助信号如s、digit和clkdir，用于更精细的数码管控制。 整个设计过程需要学生熟练运用Verilog语言进行数据结构的设计，以及理解并运用Xilinx ISE软件提供的工具进行硬件描述语言（HDL）编译、仿真和下载到实际硬件。在BASYS2开发板上进行实验时，学生需要调试代码，观察输入二进制数如何转化为BCD码，并验证LED数码管的显示是否正确。 通过这次实验，学生不仅可以提升编程技能，还能加深对数字逻辑设计的理解，为后续高级FPGA设计打下坚实的基础。同时，实践经验也能培养他们的问题解决能力，适应实际工程项目的开发流程。