vlog_day5:计数器

by WeiLin

1.二进制计数器

二进制计数器就是经常用的普通计数器，对于n bit，有2^n-1个计数，代码如下(代码中是4bit)：

//4bit计数器
module counter(
    input clk,rst_n,
    output reg [3:0] cnt
);
    //always@(posedge clk)//同步复位
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            cnt<=0;
        else
            cnt<=cnt+1;
    end
endmodule

2.环形计数器

环形计数器就是将1循环移位，对于n bit，有n个计数，规律如下所示(代码中是4bit)：

//环形计数器
module counter_loop(
    input clk,rst_n,
    output reg [3:0] cnt
);

    always@(posedge clk)begin
        if(!rst_n)
            cnt<=4'b0001;
        else
            cnt<={cnt[2:0],cnt[3]};//循环左移，不能用移位操作符
    end

endmodule

3.约翰逊计数器

Johnson计数器又叫扭环计数器,对于n bit，有2n个计数，规律如下所示(代码中是4bit)：

//Johnson计数器
module counter_john(
    input clk,rst_n,
    output reg [3:0] cnt
);

    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            cnt<=0;
        else if(cnt[3])
            cnt<=cnt<<1;
        else
            cnt<={cnt[2:0],1'b1};
    end
    //替换成cnt<={cnt[2:0],~cnt}[3]};会更简洁点

endmodule

4.格雷码计数器

Gray码后面会详细讲解，其特点就是相邻编码间只有1bit不同，代码如下(代码中是4bit)：

//Gray计数器
module counter_gray(
    input clk,rst_n,
    output [3:0] cnt
);
    reg [3:0] bin_cnt;
    always@(posedge clk or negedge rst_n)begin
        if(!rst_n)
            bin_cnt<=0;
        else
            bin_cnt<=bin_cnt+1;
    end

    assign cnt=bin_cnt ^ (bin_cnt>>1);

endmodule

5.LFSR计数器

线性反馈计数器，能够产生伪随机序列,序列个数跟线性反馈移位寄存器的设计有关，不一定是2^n-1。后面会详细介绍。

仿真波形如下：