王金明Verilog教程:实战4位全加器与计数器

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《王金明Verilog HDL程序设计教程》是一本针对Verilog硬件描述语言(Hardware Description Language)进行教学的实用教材,主要涵盖了数字逻辑设计的基础知识和实践应用。该教程通过实例引导读者学习,包括全加器、计数器的设计与实现。 在第1章的【例3.1】中,作者介绍了如何使用Verilog设计一个4位的全加器模块(adder4),其结构包括输入(ina, inb, cin)和输出(sum, cout)。全加器的功能是将两个4位二进制数(ina和inb)加上一个进位(cin),并输出结果(sum)以及可能产生的新进位(cout)。代码中的`assign`语句展示了Verilog中的数据组合逻辑,即在任何时候,当输入变化时,输出会被直接计算得出。 接着,在【例3.2】中,作者演示了如何构建一个4位同步计数器(count4),它接受复位信号(reset)和时钟(clk)作为输入,内部使用`reg`类型存储当前计数值。`always @(posedge clk)`结构表示在时钟上升沿执行计数逻辑:如果复位,则清零计数器;否则,计数值加1。这种设计实现了基本的计数功能。 对于仿真部分,教程引入了Verilog的测试模块。【例3.3】中的`adder4_tp`模块用于测试全加器功能,通过设置不同的输入值(a, b, cin),并使用`$monitor`来显示每一步的结果。`always#5 cin =~ cin`这一行定义了模拟时钟周期,并在每次时钟脉冲后改变cin的值,以观察不同输入对输出的影响。 同样地,【例3.4】展示了4位计数器的测试程序`coun4_tp`,通过`parameter DELAY`控制模拟时延,使用`count4`模块并监测计数器的输出。这个例子让读者理解如何在仿真环境中验证计数器的行为。 通过这些实例,读者可以深入理解Verilog编程的基本语法、数据类型、组合逻辑以及行为级描述,从而熟练掌握Verilog在数字逻辑设计中的应用。此外,教程还可能涉及模块化设计、接口、测试方法等高级话题,有助于培养学生的实际工程能力。