FPGA结合Verilog HDL设计序列发生器、编码器及D触发器，含仿真与代码示例（基于Vivado 2018.03）-ITADN社区

FPGA结合Verilog HDL设计序列发生器、编码器及D触发器，含仿真与代码示例（基于Vivado 2018.03）

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本项目利用Vivado 2018.03软件和Verilog HDL语言，在FPGA平台上实现序列发生器、编码器以及D触发器的设计，并提供详细的仿真结果与代码示例。 1. 构建工程并实现一个生成110100序列的电路模块，并编写仿真代码进行测试。构建流程： - 创建新的Verilog HDL项目。 - 设计状态图，分析所需的状态转换逻辑。 - 编写产生特定序列（如“110100”）的循环或条件语句结构。 - 为设计添加必要的注释以提高可读性和维护性。设计过程：需要详细分析生成给定序列的需求，并基于需求绘制状态图。此步骤包括确定初始状态、每个输入触发的状态转换以及最终输出序列中的每一个值。代码编写及注释：确保所有Verilog HDL源文件中包含详细的行内注释，以便其他开发者能够理解代码意图和逻辑结构。 - 定义必要的信号和变量 - 实现状态机的主体逻辑仿真测试：使用ModelSim或类似工具进行仿真实验。包括编写Testbench模块以验证序列生成器的功能是否符合预期。 2. 使用Verilog HDL语言设计一个编码器，根据给定的真值表来实现功能。需要依据提供的输入输出关系绘制电路图并用代码形式表达出来。 3. 利用Verilog HDL语言开发一种具有异步清零和置1特性的D触发器模块dcfq。该设计需基于所提供的输入输出定义以及真值表进行实现。

FPGA结合Verilog HDL设计1位带进位标志全加器及8位全加器并进行仿真（基于Vivado 2018.03）

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本项目利用Verilog HDL语言在FPGA平台上实现了一位带有进位标志的全加器和一个八位全加器的设计，并使用Vivado 2018.03软件进行了仿真验证。使用Verilog HDL语言实现一个1位带进位标志的全加器项目包含以下步骤：一、设计目标是创建一个能够处理三个输入（ai作为被加数, bi为加数，ci表示低一位的进位）并产生两个输出(sumi代表和，ci+1表示高位进位)的电路。首先根据真值表绘制卡诺图，并通过化简得到全加器的逻辑表达式。二、基于上述步骤得出的结果编写Verilog HDL源代码实现该功能模块。三、为了确保设计正确无误，需要使用仿真代码对所编写的全加器进行测试验证。四、最后将此项目转换为IP核以便于在更大的系统中重复利用这个1位带进位标志的全加器。五、接下来，在另一个新的工程项目中，通过调用之前创建并生成的1位带进位标志的全加器 IP 核来构建一个8位全加器。同样地需要编写测试代码进行仿真验证以确保其功能符合预期要求。

基于Verilog的D触发器设计与实现

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本项目详细介绍了使用Verilog语言设计和实现D触发器的过程。通过模块化编程方法，深入探讨了时序逻辑电路的基本原理及其应用，为数字系统设计提供了基础实践案例。使用Verilog语言实现Multisim D触发器的仿真包含程序代码和QUARTUS文件。

数字电路中的异步触发器、计数器与分频器：基于Quartus II的Verilog HDL编程、仿真及FPGA/CPLD开发EDA

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本书深入讲解了数字电路设计中异步触发器、计数器和分频器的相关知识，结合Quartus II软件进行Verilog HDL编程与仿真，并指导如何在FPGA/CPLD上实现EDA开发。【数字系统】时序逻辑电路设计：异步复位D触发器十进制计数器分频器 Quartus II 环境Verilog HDL语言编程+仿真+开发板FPGACPLDEDA 一、实验要求 1. 掌握触发器和计数器的基本概念。 2. 完成异步复位D触发器（d_ff）、递增/递减十进制计数器(cnt10)的设计、仿真与实现。 ### 数字电路设计知识点 #### 一、实验背景与目的在数字电子系统设计领域，时序逻辑电路作为核心组成部分之一，广泛应用于各种现代电子产品之中。本次实验旨在深入理解并掌握时序逻辑电路中的基本单元——触发器和计数器的设计方法，并通过具体的实践操作加深对这些概念的理解。 1. **理解触发器和计数器的基本概念**：触发器是构成时序逻辑电路的基础单元，能够存储一位二进制信息；计数器则是在时钟脉冲的作用下按一定规律改变状态的电路。 2. **设计并实现异步复位D触发器**：本部分将详细介绍如何使用Verilog HDL语言设计一个具有异步复位功能的D触发器，并在Quartus II软件环境中完成该模块的仿真与硬件实现。 3. **构建通用十进制计数器**：此环节将聚焦于设计一个能实现递增和递减计数功能的十进制计数器，并进一步探讨如何利用该计数器实现频率分频的功能。 #### 二、实验内容详解 ##### 异步复位的D触发器设计（d_ff） - **模块功能概述**： - 当复位控制端口（`reset`）的信号有效（即为0）时，D触发器立即进行复位操作，此时输出端口`Q`被设置为0，`~Q`（非Q）为1，与时钟信号无关。 - 当`reset`置为1时，在时钟信号（`clk`）的上升沿到来时，输入端口`D`的数据将传递给输出端口`Q`和`~Q`。 - **Verilog HDL代码示例**： ```verilog module d_ff( input wire clk, input wire reset, input wire D, output reg Q, output reg ~Q ); always @ (posedge clk or negedge reset) begin if (!reset) begin Q <= 0; ~Q <= 1; end else begin Q <= D; ~Q <= ~D; end end endmodule ``` ##### 通用十进制计数器设计（cnt10） - **模块功能概述**： - 设计一个通用的十进制计数器，能够根据不同的控制信号实现递增或递减计数功能。 - 此计数器还可以用于对高频率的时钟信号进行分频，使其频率降低至1Hz，便于人眼观察计数过程。 - **Verilog HDL代码示例**： ```verilog module cnt10( input wire clk, input wire reset, input wire en, input wire [1:0] mode, output reg [3:0] count ); always @ (posedge clk or posedge reset) begin if (reset) begin count <= 0; end else if (en) begin case (mode) 2b00: if (count < 9) count <= count + 1; else count <= 0; 2b01: if (count > 0) count <= count - 1; else count <= 9; default: count <= count; endcase end end endmodule ``` - **分频器实现**：通过将高频率的时钟信号作为`cnt10`模块的输入时钟，当计数值达到10时，可以输出一个频率为原时钟频率十分之一的新时钟信号。 #### 三、仿真与硬件实现 - **使用Quartus II软件进行仿真**： - 在Quartus II软件中，使用上述设计的Verilog HDL代码创建模块，并对其进行综合与布局布线。 - 运行波形仿真工具，输入相应的测试向量，验证设计是否符合预期。 - **开发板上的硬件实现**： - 将经过验证的Verilog HDL代码下载到FPGACPLD开发板上，观察实际的硬件行为是否与仿真结果一致。 - 通过LED灯或其他外设显示计数器的状态变化，直观地了解电路的工作情况。

基于D触发器的11001序列检测器设计.pdf

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本文档详细介绍了使用D触发器构建一个能够识别特定二进制序列11001的电路设计方法，适用于数字逻辑课程学习及电子工程应用。使用D触发器设计一个11001序列检测器的文档介绍了如何利用基本的数字电路元件——D触发器来构建能够识别特定二进制序列（即“11001”）的检测器。该设计涉及了状态机的概念，通过分析输入信号并根据当前和预期的状态更新输出结果，以此实现对目标序列的有效捕捉与响应。

D触发器和Verilog

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本文介绍了D触发器的基本概念及其在数字电路设计中的应用，并通过实例讲解了如何使用Verilog语言来描述和实现D触发器。明德扬的视频讲解了D触发器在FPGA中的作用。了解了D触发器之后，就能更轻松地理解FPGA。

Verilog HDL时钟发生器设计实例

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本实例详细介绍基于Verilog HDL语言的时钟发生器的设计过程与实现方法，涵盖模块化编程技巧和仿真验证技术。适合电子工程及计算机专业的学生和技术人员参考学习。以下是重新组织后的描述：模块 `clk_gen` 用于生成各种时钟信号。该模块的定义如下： ```verilog module clk_gen( input clk, reset, output clk1, clk2, clk4, fetch, alu_clk); ``` 内部变量声明包括： - 输入端口：`clk`, `reset` - 输出端口：`clk1`, `clk2`, `clk4`, `fetch`, `alu_clk` - 内部寄存器类型变量：`reg clk2, clk4, fetch, alu_clk; reg[7:0] state` 参数定义如下： ```verilog parameter s1 = 8b00000001, s2 = 8b00000010, s3 = 8b00000100, s4 = 8b0001; parameter s5 = 8h1<<4, // 或者使用s5=8’b01（原文有误，此处为修正后的写法） s6 = 8h2<<5, // 或者使用s6=8’b10 s7 = 8h4<<6, s8 = 8h8<<7; parameter idle = 8b0; // 定义闲置状态 ``` 此外，`clk1` 输出端口的赋值语句为： ```verilog assign clk1 =~clk; ``` 此模块的主要功能是根据输入信号 `clk`, `reset` 来生成不同的时钟信号。

JK触发器、D触发器与比较器的Verilog实现

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本项目旨在通过Verilog硬件描述语言详细实现JK触发器和D触发器的设计，并探讨其在基本比较器中的应用。关于JK触发器、D触发器以及比较器的Verilog源程序模块与测试程序模块的内容可以进行如下描述：该内容涵盖了使用Verilog语言编写的三种基本数字电路元件的设计实现，包括其功能验证部分。这些代码主要用于帮助学习者理解和掌握时序逻辑电路的基本原理及其在硬件描述语言中的应用方法。

D触发器设计与仿真的研究.doc

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本文档探讨了D触发器的设计原理及其仿真技术，分析了不同应用场景下的优化方法，并通过实例展示了其在数字电路中的应用。 D 触发器的设计与仿真 D触发器是一种基本的数字电路单元，在各种数字系统中有广泛应用。本段落档详细介绍了设计并仿真的整个过程，包括实验目的、内容、步骤以及结果分析等部分。一、实验目标通过此次实验，旨在掌握模拟和构建基础数字电路的方法，并熟悉在Cadence软件环境下的操作流程及技巧；同时学会使用Sprectre工具进行仿真验证的操作方式。二、实验内容概述本实验涵盖多个环节：首先是设计并测试反相器、与非门以及传输门等基本单元的性能，然后根据这些基础组件创建相应的符号图（symbol）；接下来利用上述构建的基本电路模块来完成D触发器的整体架构，并进行仿真验证工作；最后对所有步骤的结果进行全面分析。三、实验操作流程 1. 登录Unix系统并启动Cadence软件平台； 2. 利用Composer工具输入原理图，在CIW窗口内创建一个新的单元Schematic视窗，添加必要的元件、连线及端口等信息； 3. 采用Sprectre仿真器进行电路模拟分析，设置合适的模型库和参数值，并生成所需的网表文件；选择适当的波形显示选项以观察关键信号的变化情况； 4. 分析并检查所得的仿真结果是否符合预期要求。四、实验成果展示本次实验成功地完成了包括反相器、与非门以及传输门在内的多个基本单元电路的设计和验证工作，同时也实现了D触发器的整体设计及仿真实验。通过这些环节的学习，不仅掌握了基于半导体器件构建复杂数字逻辑的功能方法和技术手段，还熟练掌握了一系列软件绘图工具的应用技巧。五、实验结果解读此次实验进一步巩固了理论知识的实际应用能力，并加深了对Cadence电路设计流程的理解；同时熟悉了Sprectre仿真器的操作规范和Layout Editor版图制作的规则。这些技能对于今后深入研究数字集成电路具有重要意义。六、结论总结本次实验表明，利用Cadence及Sprectre工具能够有效地支持D触发器的设计与模拟工作，并显著提升了工作效率和准确性；通过这次实践操作，我们掌握了基础的电路设计技术和仿真技术，为后续学习打下了坚实的基础。

基于Matlab Simulink的FPGA-Verilog代码生成及与Vivado联合仿真的研究（以Kalman滤波器为例）

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本研究探讨了利用MATLAB Simulink工具自动生成FPGA所需的Verilog代码，并结合Xilinx Vivado进行功能验证的方法，具体通过Kalman滤波算法的实例化应用来展示整个流程。在Simulink中生成的.V文件。

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