verilog电子秒表设计.docx

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

verilog电子秒表设计

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

verilog电子秒表设计

摘要：本文主要针对Verilog硬件描述语言在电子秒表设计中的应用进行研究。首先介绍了Verilog语言的基本概念和特点，然后详细阐述了电子秒表的设计原理和功能模块。通过Verilog语言实现了一个具有计时、倒计时和闹钟功能的电子秒表，并对该设计进行了仿真和测试。实验结果表明，该设计具有较高的准确性和稳定性，为Verilog语言在电子秒表设计中的应用提供了有益的参考。

随着电子技术的不断发展，Verilog硬件描述语言在数字电路设计领域得到了广泛的应用。Verilog语言具有可读性好、易于学习和使用等特点，已成为数字电路设计的重要工具。电子秒表作为一种常见的电子设备，其设计对Verilog语言的应用提出了更高的要求。本文以Verilog语言为工具，设计了一个具有计时、倒计时和闹钟功能的电子秒表，旨在为Verilog语言在电子秒表设计中的应用提供有益的参考。

一、Verilog语言概述

1.Verilog语言的基本概念

Verilog是一种广泛用于数字电路设计的硬件描述语言（HDL），它提供了一种描述、设计和验证数字系统的强大工具。Verilog语言起源于1983年，由GatewayDesignAutomation公司开发，后来被IEEE标准化组织采纳为IEEE1364标准。Verilog语言具有丰富的语法和强大的功能，能够描述从简单的组合逻辑到复杂的时序逻辑，以及模拟和数字混合电路。

在Verilog语言中，最基本的描述单元是模块（module），每个模块都由输入端口（input）、输出端口（output）和内部逻辑组成。模块是Verilog语言中的基本构建块，用于实现电路的各个功能单元。例如，一个简单的4位加法器可以用以下Verilog代码实现：

```verilog

moduleadder4bit(

input[3:0]a,

input[3:0]b,

output[3:0]sum

);

assignsum=a+b;

endmodule

```

在这个例子中，`adder4bit`模块接受两个4位的输入`a`和`b`，并产生一个4位的输出`sum`。Verilog语言支持多种数据类型，包括逻辑类型（reg、wire、integer等）和枚举类型（enum），这使得描述复杂的电路结构变得简单。

Verilog语言还提供了丰富的语句和结构，用于描述电路的行为和结构。行为描述主要用于描述电路的逻辑功能，而结构描述则用于描述电路的层次结构。行为描述可以使用always块和initial块来实现，其中always块用于描述时序逻辑，initial块用于描述初始化过程。以下是一个使用always块实现的简单时序逻辑示例：

```verilog

moduleflip_flop(

inputclk,

inputrst,

inputdin,

outputdout

);

regdout;

always@(posedgeclkorposedgerst)begin

if(rst)

dout=0;

else

dout=din;

end

endmodule

```

在这个例子中，`flip_flop`模块是一个简单的D触发器，它具有时钟输入`clk`、复位输入`rst`、数据输入`din`和输出`dout`。当复位信号`rst`为高电平时，输出`dout`被置为0；否则，输出`dout`跟随数据输入`din`的变化。

此外，Verilog语言还支持模拟和数字混合设计，这使得它可以用于描述复杂的系统级设计。Verilog-AMS（AnalogandMixedSignal）是Verilog语言的一个扩展，它允许在Verilog代码中直接描述模拟电路。以下是一个使用Verilog-AMS描述的简单RC低通滤波器的示例：

```verilog

modulerc_lowpass(

inputclk,

input[11:0]vin,

output[11:0]vout

);

parameterR=10000;//电阻值

parameterC=1e-6;//电容值

parameterdt=1/100e6;//时间步长

reg[11:0]vout;

reg[11:0]vout_old;

reg[11:0]vout_diff;

reg[11:0]vout_int;

reg[11:0]vout_sum;

reg[