HDLBits 系列（18） BCD码计数器的设计

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原题复现

审题

我的设计

原题复现

先给出原题：

Build a 4-digit BCD (binary-coded decimal) counter. Each decimal digit is encoded using 4 bits: q[3:0] is the ones digit, q[7:4] is the tens digit, etc. For digits [3:1], also output an enable signal indicating when each of the upper three digits should be incremented.

建立一个4位数的BCD（二进制编码的十进制）计数器。 每个十进制数字使用4位编码：q [3：0]是个位，q [7：4]是十位，依此类推。对于数字[3：1]，还输出一个使能信号，指示每个高三位应递增。

也就是：

设计一个4位BCD（二进制编码十进制）计数器。每个十进制数字使用4-bit来表示：q[3:0]是个位，q[7:4]是十位等。对于ena[3:1]，该信号用来表示个位、十位和百位的进位。

module top_module (
    input clk,
    input reset,   // Synchronous active-high reset
    output [3:1] ena,
    output [15:0] q);

时序图如下：

审题

我来解释下这个题目的意思，就是设计一个4位的十进制计数器，分别为个位，十位，百位，千位；

然后个位进位，十位进位，百位进位时，都输出一个使能信号。

通过例化一个4bit的BCD码计数器实现。

我的设计

既然如此，我们先设计一个4bit的BCD码计数器，一定要带有使能：

  

   

    

     

    
    

     

      module count4
     
    
   

    

     

    
    

     

      (
     
    
   

    

     

    
    

     

       input clk,
     
    
   

    

     

    
    

     

       input reset,
     
    
   

    

     

    
    

     
 input ena,
     
    
   

    

     

    
    

     
 output reg[3:0] q
     
    
   

    

     

    
    

     

      );
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

       always @ (posedge clk)
     
    
   

    

     

    
    

     
 begin
     
    
   

    

     

    
    

     
 if(reset)
     
    
   

    

     

    
    

     

       q <= 4'b0;
     
    
   

    

     

    
    

     

       else if (ena)
     
    
   

    

     

    
    

     

       begin
     
    
   

    

     

    
    

     

       if(q == 4'd9) 
     
    
   

    

     

    
    

     

       q <= 4'd0;
     
    
   

    

     

    
    

     

       else
     
    
   

    

     

    
    

     

       q <= q + 1'b1;
     
    
   

    

     

    
    

     
 end
     
    
   

    

     

    
    

     
 end
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      endmodule
     
    
  
 

之后通过例化这个4bit的BCD码计数器得到一个16bit的BCD码计数器：

个位永远使能，十位要等到个位计数到9之后使能，百位要等到个位和十位都等于9的时候使能，同理，千位要等到个位、十位、百位都等于9的时候使能。

于是得到如下设计：

  

   

    

     

    
    

     

      module top_module (
     
    
   

    

     

    
    

     

       input clk,
     
    
   

    

     

    
    

     

       input reset,   // Synchronous active-high reset
     
    
   

    

     

    
    

     

       output [3:1] ena,
     
    
   

    

     

    
    

     

       output [15:0] q);
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      	wire  en1, en2, en3, en4;
     
    
   

    

     

    
    

     

      	assign en1 = 1;
     
    
   

    

     

    
    

     

      	assign en2 = (q[3:0] == 4'd9);
     
    
   

    

     

    
    

     

       assign en3 = (q[7:4] == 4'd9 && q[3:0] == 4'd9);
     
    
   

    

     

    
    

     

       assign en4 = (q[11:8] == 4'd9 && q[7:4] == 4'd9 && q[3:0] == 4'd9);
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 //one
     
    
   

    

     

    
    

     

       count4 inst1_count4
     
    
   

    

     

    
    

     

       (
     
    
   

    

     

    
    

     

       .clk(clk),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .reset(reset),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .ena(en1),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .q(q[3:0])
     
    
   

    

     

    
    

     

       );
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 //ten 
     
    
   

    

     

    
    

     

       count4 inst2_count4
     
    
   

    

     

    
    

     

       (
     
    
   

    

     

    
    

     

       .clk(clk),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .reset(reset),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .ena(en2),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .q(q[7:4])
     
    
   

    

     

    
    

     

       );
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 //hundred
     
    
   

    

     

    
    

     

       count4 inst3_count4
     
    
   

    

     

    
    

     

       (
     
    
   

    

     

    
    

     

       .clk(clk),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .reset(reset),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .ena(en3),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .q(q[11:8])
     
    
   

    

     

    
    

     

       );
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 //thousand
     
    
   

    

     

    
    

     

       count4 inst4_count4
     
    
   

    

     

    
    

     

       (
     
    
   

    

     

    
    

     

       .clk(clk),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .reset(reset),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .ena(en4),
     
    
   

    

     

    
    

     

       .q(q[15:12])
     
    
   

    

     

    
    

     

       );
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 //用来表示进位
     
    
   

    

     

    
    

     

       assign ena = {q[11:8] == 4'd9 && q[7:4] == 4'd9 && q[3:0] == 4'd9, q[7:4] == 4'd9 && q[3:0] == 4'd9, q[3:0] == 4'd9};
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      endmodule
     
    
  
 

参考链接：Problem 104 4-digit decimal counter

文章来源: reborn.blog.csdn.net，作者：李锐博恩，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：reborn.blog.csdn.net/article/details/103240708