Verilog HDL 实例解析：从全加器到计数器

"该资源是一本关于FPGA入门学习的技术手册，主要通过135个Verilog典型实例来教授读者如何快速掌握编程技巧并理解Verilog的精髓。书中包括了4位全加器、4位计数器的设计及仿真程序等实例。" 在Verilog HDL（硬件描述语言）中，设计数字逻辑系统的关键在于模块化，通过定义模块来实现不同的功能。这里我们看到了三个重要的Verilog实例，分别是4位全加器、4位计数器及其对应的仿真程序。 **4位全加器（例3.1）** 全加器是数字电路中基础的算术运算单元，可以将两个4位二进制数和一个进位信号相加。在Verilog中，我们定义了一个名为`adder4`的模块，该模块有4个输入（ina、inb、cin）和5个输出（cout、sum）。`assign`语句用于实现线网赋值，将ina、inb和cin的和分配给cout和sum，完成全加操作。 **4位计数器（例3.2）** 计数器是数字系统中常用的时序逻辑电路，这里的4位计数器`count4`模块有一个4位输出（out），一个复位（reset）输入和一个时钟（clk）输入。`always @(posedge clk)`块表示在时钟上升沿触发计数操作。如果`reset`为高电平，计数器会被同步复位至0；否则，计数器会在每个时钟周期增加1。 **4位全加器仿真程序（例3.3）** 这个例子展示了如何对4位全加器进行功能验证。首先，包含`adder4.v`文件引入全加器模块。然后，定义测试模块`adder_tp`，并创建测试输入变量a、b和cin，以及输出变量sum和cout。通过`always`块动态改变cin的值，初始设定a、b和cin为0，然后循环改变a和b的值，模拟不同的输入组合。使用`$monitor`打印输出结果，监控时间、输入和输出值。 **4位计数器仿真程序（例3.4）** 类似的，这里是对4位计数器`count4`的仿真程序。定义测试模块`coun4_tp`，设置时钟和复位输入，以及4位输出out。使用参数`DELY`控制时钟周期，调用`count4`模块并进行功能验证。通过`initial`块依次改变时钟和输入信号，用以检查计数器是否正常工作，并通过`$monitor`输出计数结果。 这些实例为初学者提供了理解Verilog语法、模块化设计和逻辑功能验证的基础。通过实际编写和仿真这些基本的数字逻辑组件，读者可以逐步熟悉Verilog编程，掌握FPGA设计的核心技能。