杭电数字电路课程设计-实验十六-定时与分频实验

定时与分频实验

• • • 实验目的
    • 实验要求
    • 实验原理
    • 程序代码
    • 测试用例
    • 仿真波形图
    • 电路管脚图
    • 引脚配置文件
    • 工程文件

实验目的

1. 掌握计算机中实现定时的基本方法，理解定时、频率和计数之间的关系
2. 掌握分频器的原理和实现方法
3. 掌握灵活运用VerilogHDL语言进行各种描述与建模的技巧和方法

实验要求

1. 使用合适的描述方式实现定时与分频模块。
2. 课前任务：在Xilinx ISE上完成创建工程、编辑程序源代码、编程、综合、仿真、验证，确保逻辑正确性。
3. 实验室任务：配置管脚，生成*.bit文件，完成板级验证。
4. 撰写实验报告。

实验原理

分频器的实现方法：
  想要对时钟脉冲进行分频，只需要对时钟的脉冲进行捕获，根据时钟脉冲的频率进行计算，捕获到一定量的时钟脉冲，再对输出信号进行翻转即可，捕捉时钟脉冲的量视分频情况而定。

定时器的实现方法
  想要根据时钟脉冲进行定时，只需要对时钟的脉冲进行捕获，根据时钟脉冲的频率进行计算，捕获到一定量的时钟脉冲，再改变输出信号即可。

程序代码

module zhu(clk,reset,SW,led);//主模块input clk,reset;input [1:0] SW;output reg led;wire out1,out2,out3,out4;Fdiv fd1(reset,clk,32'd25000000,out1);Fdiv fd2(reset,clk,32'd12500000,out2);Fdiv fd3(reset,clk,32'd6250000,out3);Clock c1(clk,reset,out4);always@(*) begincase(SW)2'b00:led=out1;2'b01:led=out2;2'b10:led=out3;2'b11:led=out4;endcaseend
endmodule//分频模块
module Fdiv(input reset,input clk_ori,input [31:0] f,output reg clk_new);reg [31:0] counter;initial begin counter=32'd0;endinitial begin clk_new=0;endalways @(posedge reset or negedge clk_ori) beginif(reset) begincounter<=32'd0;clk_new<=1'b0;endelse if(counter==f-1) beginclk_new<=~clk_new;counter<=32'd0;endelse counter<=counter+1'b1;end
endmodule//定时模块
module Clock(input clk,input reset,output reg led);integer i=0;initial begin led=0;endalways @(negedge clk,posedge reset) beginif(reset) begini=0;led=0;endelse if(i==150000000)led=1;else if(i<150000000)i=i+1;else ;end
endmodule

测试用例

always #20 clk=~clk;initial begin// Initialize Inputsclk = 0;reset = 0;SW = 0;// Wait 100 ns for global reset to finish#2000000000;  // Add stimulus herereset=0;SW=2'b01;#1000000000;reset=0;SW=2'b10;#1000000000;reset=0;SW=2'b11;end
endmodule	

仿真波形图

从波形图可以看出:
 分频模块的输出频率分别为0.5hz,1hz,2hz，
 定时模块在6s定时后输出1

电路管脚图

引脚配置文件

NET "SW[0]" IOSTANDARD = LVCMOS18 | LOC = T3; 
NET "SW[1]" IOSTANDARD = LVCMOS18 | LOC = U3; 
NET "reset" IOSTANDARD = LVCMOS18 | LOC = R4; 
NET "clk" IOSTANDARD = LVCMOS18 | LOC = H4; 
NET "led" IOSTANDARD = LVCMOS18 | LOC = R1;
NET "SW[0]" PULLDOWN;
NET "SW[1]" PULLDOWN;
NET "reset" PULLDOWN;

工程文件

工程文件: 定时与分频实验.
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