【FPGA系统-Verilog设计实验集锦】十个数字电路实例

简介：
《FPGA系统-Verilog设计实验集锦》是一本包含十个经典数字电路设计案例的教程书籍，通过Verilog语言在FPGA平台上的实践应用，帮助读者深入理解和掌握硬件描述语言及数字逻辑设计技巧。 【FPGA系统-Verilog设计实验汇总】涵盖了10个数字系统电路的实现，在数字电子系统设计中具有广泛的应用价值。以下是每个实验的具体描述： 1. **4位半加器的Verilog实现**：此部分介绍了如何使用Verilog语言来创建一个能够对两个二进制数进行相加操作的基本逻辑单元——即4位半加器。通过定义名为`add4_half`的模块，输入包括两位数值（a和b），输出则为两部分：一个是它们之和的结果(sum)，另一个是这个计算过程中产生的进位信号(cout)。 2. **138译码器的Verilog实现**：介绍了如何利用Verilog创建一个能够将三位二进制数转换成八个不同状态之一的电路。通过定义`decode_138`模块，基于输入值A的不同组合来确定哪一位输出Y_n为高电平。 3. **并行输入串行输出移位寄存器**：这种设计可以实现数据从多个通道同时进入，并以单个序列的形式逐比特地读出。它通常包含用于控制数据移动的时钟信号以及相关的逻辑门电路，适用于各种形式的数据传输和存储应用。 4. **带异步复位和置位、上升沿触发的触发器**：详细描述了一种能够保持或改变其内部状态（基于外部输入）的基本数字元件。该实验中的触发器包括了额外的功能特性——即能够在任何时刻通过专门的信号来重置或者设定它的当前值。 5. **模10计数器**：介绍了一个在达到特定数值后会自动回零以开始新一轮计数过程的设计方案，适用于需要周期性操作的应用场景中如频率分频等任务。 6. **停车位剩余计数显示牌的Verilog实现**：这个设计涉及到了一个可以实时更新并展示停车场内可用空间数量的系统。它通常结合了计数值和相应的视觉输出功能来为用户提供清晰的信息反馈。 7. **银行排号机系统电路**：这一部分展示了如何利用数字逻辑构建一个能够有序管理客户请求和服务提供流程的自动化排队管理系统，包括号码分配、显示当前状态等功能模块的设计与实现方法。 8. **分频器**：说明了不同类型的频率分割机制是如何被设计出来的。本实验中讨论了几种特定比例（如2的偶数倍、16和5）下的时钟信号降速技术，并分析其工作原理及应用场景。 9. **四选一数据选择器**：描述了一款能够通过控制信号从四个可能的数据源里选取一个输出结果的电路。文中提到，为了验证该设计的有效性，通常会采用testbench仿真方法来进行测试和调试。 10. **ASK调制、FSK调制(正弦波)**：介绍了两种常见的模拟通信技术——振幅键控（ASK）与频率键控（FSK），并探讨了如何使用Verilog语言来实现这些信号处理算法，进而将数字信息转换为适合无线传输的格式。