FPGA实验指导书Verilog HDL语言(包含源程序代码)
Verilog HDL实验报告
HDL实验报告专业电子科学与技术姓名学号指导老师1 实验一Modelsim仿真软件的使用1.1 实验目的(1)熟悉Modelsim 软件；(2)掌握Modelsim 软件的编译、仿真方法；(3)熟练运用Modelsim 软件进行HDL 程序设计开发。
1.2 实验步骤(1)学习使用Modelsim软件；(2)分析原理及功能；(3)用Verilog HDL编写程序；(4)编写测试程序进行仿真；(4)观察波形，分析仿真结果是否正确。
1.3 实验内容用Verilog HDL 程序实现一个异或门，Modelsim 仿真，观察效果。
1.4.1 程序module my_xor(ina,inb,out);input ina,inb;output out;assign out=ina^inb;endmodulemodule t_xor;reg ina,inb;wire out;initialbeginina=1'b0;forever #20 ina=~ina;endinitialbegininb=1'b0;forever #10 inb=~inb;endmy_xor tt(.ina(ina),.inb(inb),.out(out));endmodule2 实验二简单组合电路设计2.1 实验目的(1)掌握基于Modelsim 的数字电路设计方法；(2)熟练掌握HDL 程序的不同实现方法2.2 实验步骤(1)分析原理及功能；(2)根据原理用Verilog HDL编写程序；(3)编写测试程序进行仿真；(4)观察波形，分析仿真结果是否正确。
2.3 实验内容设计一个三人表决器(高电平表示通过) ，实验内容如下：(1)三个人，一个主裁判，两个副裁判；(2)规则：只要主裁判同意，输出结果为通过；否则，按少数服从多数原则决定是否通过。
使用Verilog HDL 程序实现上述实验内容，并使用modelsim 仿真(要求：至少使用两种方法实现上述实验内容和testbench)。
基于Verilog HDL的FPGA程序(智能洗衣机)
华中科技大学电子线路课程设计题目：智能洗衣机院系：控制科学与工程系班级：自动化100X班姓名：联系方式：fanjunchao1991@指导老师：目录一题目分析。
1二系统流程图.。
2三主要模块介绍.。
5四各按键功能.。
6 五仿真波形.。
7 六实验总结。
8 七附录。
9一：题目分析本次课程设计要求以Verilog HDL硬件描述语言为基础，以DE2开发板为工具，编写智能洗衣机的模拟程序。
首先，我在熟悉题目要求的前提下，将题目要求划分为以下几个小的项目，每个项目尽量用单独的模块实现其功能：①洗衣过程的转换：控制洗衣过程在每个过程对应的状态机之间转换，用control.v模块实现。
②洗衣时间的显示：通过直接调用上学期编写的24小时智能时钟程序的计时模块，并用总时间减去已用时间得到剩余时间，用led_show.v实现。
本程序的特色：①led灯表示水位：通过一定的算法，实现用led灯的亮灭表示水位。
Led依次点亮表示注水过程，相反，表示排水和甩干过程。
②1602 LCD液晶屏：用LCD显示所有操作步骤和过程，包括选择模式，当前洗衣模式和状态，洗衣完毕等。
这些过程都是用LCD液晶屏具体显示。
③按键使用和去抖：因为要使用按键进行模式的选择，所以我用软件去抖的方式实现按键按动时的去抖。
④暂停键模拟断电保护：设计了一个暂停键，模拟真实情况中的断电保护。
当暂停时模拟现实中的断电；暂停结束模拟现实中的重新上电，程序从断点继续运行。
二：系统流程图MODE 1 OR MODE 2 OR MODE 3:MODE 4MODE 5流程图说明：第一个为总的控制系统的流程图，后面三个为总流程图中，每种模式的详细流程图。
三：主要模块介绍module my_start：顶层模块，调用下层模块。
module HZ_1：分频模块，通过10分频和5分频将50Mhz分频成为1hz。
module control：控制模块，控制洗衣模式状态机的转换。
Verilog HDL硬件描述语言实验报告
Verilog HDL实验报告学院：应用科学学院班级：电科13-2班姓名：学号：实验一组合逻辑电路设计（1）实验目的(1)熟悉FPGA设计流程；(2)熟悉DE2开发板的基本元件使用(开关、发光二极管)；(3)学习基本组合逻辑元件的Verilog HDL设计以及实现(数据选择器)；(4)掌握连续赋值语句使用；实验内容本实验的目的是学习如何连接一个简单的外部输入、输出器件到FPGA 芯片以及如何在FPGA器件上实现逻辑电路控制简单外部器件。
考虑使用DE2开发板上拨动开关SW17-0(toggle Switch)作为电路的输入。
使用发光二极管(Light Emitt-ing Diodes，LEDs)和7段显示数码管(7-segment Display)作为电路的输出。
第1部分连续赋值语句步骤1、新建Quartus II工程，选择Cyclone II EP2C35F672C6作为目标芯片，该芯片是DE2开发板上的FPGA芯片；2、编写Verilog HDL代码加入到Quaruts II工程；3、引脚分配，并编译工程该工程；4、将编译好的电路下载到FPGA器件。
扳动拨动开关观察相应的发光二极管显示，验证电路功能是否正确；代码module part1(input wire[2:0]SW,output wire LEDR);wire r_g,s_g,qa,qb;and u1(r_g, SW[0], SW[1]);and u2(s_g, SW[1], SW[2]);nor u3(qa, r_g, qb);nor u4(qb, qa, s_g);assign LEDR = qa;endmodule第2部分简单的数据选择器步骤1 .新建Quartus II工程；2.在工程中加入8位宽的2选1数据选择器Verilog HDL代码。
使用DE2开发板上的SW17作为输入s，开关SW7-0作为输入X，SW15-8作为输入Y。
Verilog HDL 实验报告
Verilog实验报告班级：学号：姓名：实验1 :用 Verilog HDL 程序实现直通线1 实验要求：(1) 编写一位直通线的 Veirlog HDL 程序.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证.(4) 建议用模式 52 试验程序：module wl(in,out);input in;output out;wire out;assign out=in;endmodule3 测试基准：`include “wl.v”module wl_tb;reg in_tb;wire out_tb;initialbeginin_tb =0;#100 in_tb =1;#130 in_tb =0;endendmodule4 仿真图形：实验2 ：用 Verilog HDL 程序实现一位四选一多路选择器1实验要求:(1) 编写一位四选一多路选择器的 Veirlog HDL 程序.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证.(4)建议用模式 52 试验程序：module mux4_to_1 (out,i0,i1,i2,i3,s1,s0);output out;input i0,i1,i2,i3;input s1, s0;reg out;always @ (s1 or s0 or i0 or i1 or i2 or i3)begincase ({s1, s0})2'b00: out=i0;2'b01: out=i1;2'b10: out=i2;2'b11: out=i3;default: out=1'bx;endcaseendendmodule3 测试基准：`include "mux4_to_1.v"module mux4_to_1_tb1;reg ain,bin,cin,din;reg[1:0] select;reg clock;wire outw;initialbeginain=0;bin=0;cin=0;din=0;select=2'b00;clock=0;endalways #50 clock=~clock;always @(posedge clock)begin#1 ain={$random} %2;#3 bin={$random} %2;#5 cin={$random} %2;#7 din={$random} %2;endalways #1000 select[0]=!select[0];always #2000 select[1]=!select[1];mux4_to_1 m(.out(outw),.i0(ain),.i1(bin),.i2(cin),.i3(din),.s1(select[1]),.s0(select[0])); endmodule4 仿真图形：实验3：用 Verilog HDL 程序实现十进制计数器1实验要求:(1) 编写十进制计数器的 Veirlog HDL 程序. 有清零端与进位端, 进位端出在输出为 9 时为高电平.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证.(4) 自行选择合适的模式2 实验程序：module counter_10c (Q, clock, clear, ov);output [3:0] Q;output ov;input clock, clear;reg [3:0] Q;reg ov;initial Q=4'b0000;always @ (posedge clear or negedge clock)beginif (clear)Q<=4'b0;else if (Q==8)beginQ<=Q+1;ov<=1'b1;endelse if (Q==9)beginQ<=4'b0000;ov<=1'b0;endelsebeginQ<=Q+1;ov<=1'b0;endendendmodule3 测试基准：`include"./counter_10c.v"module counter_10c_tb;wire[3:0] D_out;reg clk,clr;wire c_out;reg[3:0] temp;initialbeginclk=0;clr=0;#100 clr=1;#20 clr=0;endalways #20 clk=~clk;counter_10c m_1(.Q(D_out),.clear(clr),.clock(clk),.ov(c_out)); endmodule4 仿真波形：实验4 ：用 Verilog HDL 程序实现序列检测器1 实验要求:、(1) 编写序列检测器的 Veirlog HDL 程序. 检测串行输入的数据序列中是否有目标序列5'b10010, 检测到指定序列后, 用一个端口输出高电平表示.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证.(4) 自行选择合适的模式2试验程序：module e15d1_seqdet( x, z, clk, rst);input x,clk, rst;output z;reg [2:0] state;wire z;parameter IDLE = 3 'd0,A = 3'd1,B = 3'd2,C = 3'd3,D = 3'd4,E = 3'd5,F = 3'd6,G = 3'd7;assign z =(state==D && x==0)?1:0;always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)beginstate<=IDLE;endelsecasex(state)IDLE: if(x==1)state<=A;else state<=IDLE;A: if (x==0)state<=B;else state<=A;B: if (x==0)state<=C;else state<=F;C: if(x==1)state<=D;else state<=G;D: if(x==0)state<=E;else state<=A;E: if(x==0)state<=C;else state<=A;F: if(x==1)state<=A;else state<=B;G: if(x==1)state<=F;else state <=G;default: state<=IDLE;endcaseendmodule３测试基准：`include"e15d1_seqdet.v"`timescale 1ns/1ns`define halfperiod 20module e15d1_seqdet_tb;reg clk, rst;reg [23:0] data;wire z;reg x;initialbeginclk =0;rst =1;#2 rst =0;#30 rst =1;data= 20 'b1100_1001_0000_1001_0100;#(`halfperiod*1000) $stop;endalways #(`halfperiod) clk=~clk;always @ (posedge clk)begin#2 data={data[22:0],data[23]};x=data[23];ende15d1_seqdet m(.x(x),.z(z),.clk(clk),.rst(rst)); endmodule４仿真波形：。
电子系统设计实验指导书(FPGA基础篇Vivado版)
实验指导书（FPGA 基础篇 Vivado 版）
东南大学 电子科学 ........................................................................................................................................................... 1
安全使用规范
东南大学 电子科学与工程学院
无论何时，外部电源供电与 USB 两种供电方式只能用其中一种，避免因为电压有所差别而烧坏电路板。 采用电压高于5.5V的任何电源连接器可能造成永久性的损害。 插拔接插件前请关闭电路板总开关，否则易损坏器件。 电路板应在绝缘平台上使用，否则可能引起电路板损坏。 不同编码机制不要混接。 安装设备需防止静电。 液晶显示器件或模块结雾时，不要通电工作，防止电极化学反应，产生断线。 遇到正负极连接时需谨慎，避免接反引起开发板的损坏。 保持电路板的表面清洁。 小心轻放，避免不必要的硬件损伤。
实验目的 ....................................................................................................................................................... 17 实验内容 ....................................................................................................................................................... 17 实验要求 ....................................................................................................................................................... 17 实验步骤 ....................................................................................................................................................... 17 实验结果 ....................................................................................................................................................... 22
《FPGA设计与应用》实验指导书全(Verilog版)
《FPGA设计与应用》实验指导书熊利祥编武汉理工大学华夏学院2011年9月前言一、实验课目的数字电路与系统设计实验课是电子工程类专业教学中重要的实践环节，包括了ISE开发环境基本操作及FPGA的基本原理、基带传输系统的设计、Uart串口控制器电路的设计、PS/2接口的设计、VGA显示接口设计。
要求学生通过实验学会正确使用EDA技术，掌握FPGA器件的开发，熟练使用ISE开发环境，掌握Verilog语言的编程，掌握数字电路和系统的设计。
通过实验，使学生加深对课堂专业教学内容的理解，培养学生理论联系实际的能力，实事求是，严谨的科学作风，使学生通过实验结果，利用所学的理论去分析研究EDA技术。
培养学生使用Basys 2开发板的能力以及运用实验方法解决实际问题的能力。
二、实验要求：1.课前预习①认真阅读实验指导书，了解实验内容；②认真阅读有关实验的理论知识；③读懂程序代码。
2.实验过程①按时到达实验室；②认真听取老师对实验内容及实验要求的讲解；③认真进行实验的每一步，观察程序代码与仿真结果是否相符；④将实验过程中程序代码和仿真结果提交给老师审查；⑤做完实验后，整理实验设备，关闭实验开发板电源、电脑电源后方可离开。
3.实验报告①按要求认真填写实验报告书；②认真分析实验结果；③按时将实验报告交给老师批阅。
三、实验学生守则1．保持室内整洁，不准随地吐痰、不准乱丢杂物、不准大声喧哗、不准吸烟、不准吃东西；2.爱护公务，不得在实验桌及墙壁上书写刻画，不得擅自删除电脑里面的文件；3.安全用电，严禁触及任何带电体的裸露部分，严禁带电接线和拆线；4.任何规章或不按老师要求操作造成仪器设备损坏须论价赔偿。
目录实验一Uart通用串口接口的设计 (4)实验二PS/2接口的设计 (28)实验三VGA显示接口设计 (30)附录一 basys 2开发板资料 (36)实验一 Uart串口控制接口电路的设计一、实验目的1.掌握分频模块的设计方法。
VerilogHDL语言（PDF）
Verilog 讲义（二）1）续Verilog 基础2）Verilog 形为描述3.4 运算符九类运算符分类包含运算符算术运算符+ - * / %位运算符~ & | ^ ^~or~^缩位运算符& ~& | ~| ^ ^~or~^逻辑运算符! && ||关系运算符> < <= >=相等与全等运算符== != === !==逻辑移位运算符 <<>> 连接运算符 {}: 条件运算符 ?根据操作数的不同，又可分为三类：1）单目运算符只有一个操作数，且运算符位于操作数的左边如：~clk &a ~& 缩位运算符wire [7:0] aparity=^a (奇校验)2）双目运算符a+b a%b {a,b,c}3）三目运算符out=(sel)?a:b;运算符的优先级参：P443.4.1 算术运算符1）减法亦可用作单目运算符，取补运算2）除法运算符：整型类数据小数部分被截去： integer a=7/2=33）% 取余运算 7%2=13.4.2 位运算符1）~a 按位取反2）a&b 按位相与若a,b 位数不同，短的高位补0，（x者补x）3）^ ^~ 双目3.4.3 缩位运算符单目运算符，按位进行逻辑运算，结果产生一位的逻辑值。
A=4’b1001&a ~&a |a ~|a ^a ~^a0 1 1 0 1 0 3.4.3 逻辑运算符a&&b结果为一位的逻辑值若操作数为多位，只要有一位为1，整个操作数看作逻辑1；若有不定态，结果亦为不定态。
3.4.5关系运算符结果为一位的逻辑值。
3.4.6 相等与全等运算符结果为一位逻辑值相等：比较每一位，所有相等，关系满足，若有不定态或高阻态，不定态结果。
全等：与相等比较过程相同，亦将不定态及高阻态作为逻辑状态比较。
3.4.7 逻辑移位运算符<< >> 以0补位。
fpga第六章_Verilog_HDL高级程序设计举例
9/29/2015
Microelectronics School Xidian University
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流水线结构
例：下图是一个4位的乘法器结构，用Verilog HDL设计一个两级流水 线加法器树4位乘法器。
8x*y[3]
D
4x*y[2]
D
2x*y[1] X*y[0]
PHale Waihona Puke 7 :0]D两级流水线加法器树4位乘法器结构如图所示，通过在第一级与第二 级、第二级与第三级加法器之间插入D触发器组，可以实现两级流水 线设计。
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Microelectronics School Xidian University
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6.2典型电路设计
• 6.2.1加法器树乘法器
加法器树乘法器的设计思想是“移位后加”，并且加法运算采用加法器 树的形式。乘法运算的过程是，被乘数与乘数的每一位相乘并且乘以 相应的权值，最后将所得的结果相加，便得到了最终的乘法结果。 例：下图是一个4位的乘法器结构，用Verilog HDL设计一个加法器树 4位乘法器
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Xidian University
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module mult_addtree_2_stag_tb; reg clk, clr; reg [3:0]mult_a, mult_b; wire [7:0]mult_out; mul_addtree_2_stage U1(.mul_a(mult_a),.mul_b(mult_b), .mul_out(mult_out),.clk(clk),.clr(clr)); initial begin clk=0; clr=0; mult_a=1; mult_b=1; #5 clr=1; end always #10 clk=~clk; initial begin repeat(5) begin #20 mult_a=mult_a+1; mult_b=mult_b+1; end end endmodule
Verilog HDL实验报告
HDL实验报告专业电子科学与技术姓名学号指导老师1 实验一Modelsim仿真软件的使用1.1 实验目的(1)熟悉Modelsim 软件；(2)掌握Modelsim 软件的编译、仿真方法；(3)熟练运用Modelsim 软件进行HDL 程序设计开发。
1.2 实验步骤(1)学习使用Modelsim软件；(2)分析原理及功能；(3)用Verilog HDL编写程序；(4)编写测试程序进行仿真；(4)观察波形，分析仿真结果是否正确。
1.3 实验内容用Verilog HDL 程序实现一个异或门，Modelsim 仿真，观察效果。
1.4.1 程序module my_xor(ina,inb,out);input ina,inb;output out;assign out=ina^inb;endmodulemodule t_xor;reg ina,inb;wire out;initialbeginina=1'b0;forever #20 ina=~ina;endinitialbegininb=1'b0;forever #10 inb=~inb;endmy_xor tt(.ina(ina),.inb(inb),.out(out));endmodule2 实验二简单组合电路设计2.1 实验目的(1)掌握基于Modelsim 的数字电路设计方法；(2)熟练掌握HDL 程序的不同实现方法2.2 实验步骤(1)分析原理及功能；(2)根据原理用Verilog HDL编写程序；(3)编写测试程序进行仿真；(4)观察波形，分析仿真结果是否正确。
2.3 实验内容设计一个三人表决器(高电平表示通过) ，实验内容如下：(1)三个人，一个主裁判，两个副裁判；(2)规则：只要主裁判同意，输出结果为通过；否则，按少数服从多数原则决定是否通过。
使用Verilog HDL 程序实现上述实验内容，并使用modelsim 仿真(要求：至少使用两种方法实现上述实验内容和testbench)。
verilog hdl实验报告
verilog hdl实验报告《Verilog HDL实验报告》Verilog HDL（硬件描述语言）是一种用于描述电子系统的硬件的语言，它被广泛应用于数字电路设计和硬件描述。
本实验报告将介绍Verilog HDL的基本概念和使用方法，并通过实验展示其在数字电路设计中的应用。
实验目的：1. 了解Verilog HDL的基本语法和结构2. 掌握Verilog HDL的模块化设计方法3. 熟悉Verilog HDL的仿真和综合工具的使用实验内容：1. Verilog HDL的基本语法和结构Verilog HDL是一种硬件描述语言，其语法和结构类似于C语言。
它包括模块定义、端口声明、信号赋值等基本元素。
在本实验中，我们将学习如何定义Verilog模块，并使用端口声明和信号赋值描述数字电路的行为。
2. Verilog HDL的模块化设计方法Verilog HDL支持模块化设计，可以将复杂的电路分解为多个模块，每个模块描述一个子电路的行为。
在本实验中，我们将学习如何设计和实现Verilog模块，并将多个模块组合成一个完整的数字电路。
3. Verilog HDL的仿真和综合工具的使用Verilog HDL可以通过仿真工具进行功能验证，也可以通过综合工具生成实际的硬件电路。
在本实验中，我们将使用Verilog仿真工具对设计的数字电路进行功能验证，并使用综合工具生成对应的硬件电路。
实验步骤：1. 学习Verilog HDL的基本语法和结构2. 设计一个简单的数字电路，并实现Verilog模块描述其行为3. 使用仿真工具对设计的数字电路进行功能验证4. 使用综合工具生成对应的硬件电路实验结果：通过本实验，我们学习了Verilog HDL的基本概念和使用方法，并成功设计和实现了一个简单的数字电路。
我们使用仿真工具对设计的数字电路进行了功能验证，并使用综合工具生成了对应的硬件电路。
实验结果表明，Verilog HDL在数字电路设计中具有重要的应用价值。