4 - 时序逻辑代码设计和仿真4 - 时序逻辑代码设计和仿真

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我是靠谱客的博主成就冰淇淋，最近开发中收集的这篇文章主要介绍4 - 时序逻辑代码设计和仿真4 - 时序逻辑代码设计和仿真，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

4 - 时序逻辑代码设计和仿真

计数器

always 块理解：
- 触发器的敏感变量是时钟信号的上升沿和复位信号的下降沿【这是时序逻辑电路的特点】。敏感信号的意思是：只有到达时钟信号的上升沿和复位信号的下降沿时，always 才会动，即去判断引起 always 变化的是不是复位信号。
- if() 里面是触发器复位时的动作【res 为0】，else 是触发器正常工作时的动作。
- 触发器复位就是清零，正常工作就是把 sum 送给 y。
之前的组合逻辑中也用到过 always 和 reg 型变量，但它们都不是触发器，触发器必须要有时钟信号和复位信号，且是边缘触发。这里的 y 是 8 位触发器（register）
时序逻辑 = 组合逻辑 + 触发器

计数器的组合逻辑部分是：sum = y + 1

代码：

//2021.11.18 lyw
//counter

`timescale 1ns/10ps
module counter (
                clk,
                res,
                y
);

input           clk;
input           res;
output[7:0]     y;

reg [7:0]       y;

//the result of +1
//wire[7:0]       sum;
//Combinatorial logic part        
//assign          sum=y+1;

always @(posedge clk or negedge res) begin
if (~res) begin
    y<=0;
end
else begin
//    y<=sum;
      y<=y+1;
end

end

endmodule

//----testbench of counter-----
module counter_tb;

reg             clk,res;
wire [7:0]      y;
counter counter (
                .clk(clk),
                .res(res),
                .y(y)
);

initial begin
                clk<=0;
                res<=0;
    #17         res<=1;  //stop reset
    #6000       $stop;          
end

always #5 clk=~clk;     //clock=10ns

endmodule

关键：寄存器右移的写法，模 2 加的写法。

仿真波形：

模拟显示（format-analog(automatic)）

4 级伪随机码发生器

4 级伪随机码发生器由 4 个触发器构成，理论上 16 个状态，但实际只有15个。

原因：触发器的结构是时钟到来时，数据向右移动。第一个触发器的输入来源于它自己的输出与最后一个输出的模 2 加。所以不能出现全 0 状态，全 0 模 2 加以后还是0。

BDS：北斗。

代码：

//2021.11.18 lyw
//4-level pseudo-random code generator

`timescale 1ns/10ps
module m_gen (
            res,
            clk,
            y
);
input       res;
input       clk;
output      y;

reg [3:0]   d;
assign      y=d[0];                  
always @(posedge clk or negedge res) begin
    if (~res) begin
        d<=4'b1111;     //can't be 0000
    end
    else begin
        d[2:0]<=d[3:1];     //right shift 1 bit
        d[3]<=d[3]+d[0];    //addition modulo 2
    end
end
endmodule

//----testbench of m_gen_tb----
module m_gen_tb;
reg         res,clk;
wire        y;

m_gen m_gen (
            .res(res),
            .clk(clk),
            .y(y)
);
initial begin
            res=0;
            clk=0;
    #15     res=1;
    #300    $stop;  //15*10ns=150ns,run 2 times
end
always #5   clk=~clk;

endmodule

仿真波形：