FPGA入门系列：计数器

news2025/10/30 8:08:55

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计数器是一种典型的时序器件，常用于对时钟脉冲的个数进行计数，还用于定时、分频、产生同步脉冲等
按触发方式分：同步计数器和异步计数器

在使用硬件描述语言设计计数器时，不需要专门设计触发器，而是直接对寄存器变量进行操作

module mod5cnt(input rst, input clk, output reg [2:0]q);
always@(posedge clk, posedge rst)
begin	
    if(rst==1)		
	      q<=0;	
    else if(q==4)
          q<=0;	
    else	
	      q<=q + 1;
end
endmodule

N位计数器:

计数器基本引脚：

时钟输入端：clk
复位端： rst
计数输出端：cnt

module cnt_en (rst,clk,cnt)
#(parameter	N = 8);
input	rst,clk;
output	[N -1:0]	cnt;
reg	[N -1:0]	cnt;
always@(posedge clk , posedge rst)
begin	
    if(rst==1’b1)		
	cnt<=8’b00000000;	
    else		
	cnt<=cnt + 1;
end
endmodule

实现16位的计数器:(例化cnt_cn模块)

cnt_en #(.N(16)) cnt16(.rst(clr),.clk(clk),.cnt(q));

例：10进制计数器

module counter(clk, clr, out, cout);
input clk, clr;
output[4:1] out;
output cout;
reg[4:1] out;
always @(posedge clk or negedge clr)
  begin
    if(!clr) out = 0;     
    else out = (out == 4‘h9) ?  0 :  (out + 1);   
  end
assign cout = (out == 4'h9) ?  1 :  0;   
endmodule

例：60进制计数器设计

60进制计数器的显示需要两个数码管。其中一个数码管显示计数低位0-9，另一个数码管显示计数高位0-5。为了与两个数码管相连，可以设计两个4位寄存器变量：一个寄存器变量为0-9的变化；另一个寄存器变量为0-5的变化。

always @(posedge clk or negedge clr)
begin
if(!clr) {temp_a,temp_b} = 0
else
 	if(ld == 1) {temp_a,temp_b} = {data_a, data_b}; 
	else  begin
		if({temp_a,temp_b} = = 8'h59)  {temp_a,temp_b} = 0
		else if(temp_b = = 9)
			begin
			    temp_b = 0;
                                        temp_a = temp_a + 1;
			end
		else temp_b = temp_b + 1; 
	end
end