Fpga实验模256计数器

Fpga实验报告
功能描述
设计代码
仿真结果分析
需要用modelsim中对设计仿真

如果你对计数器的速度没有苛刻的要求，fpga也是可以用cpu的ip实现的

引用chatGPT作答，
功能描述：
根据题目描述，需要设计一个256计数器，即计数器能够从0开始一直计数到255，然后重新从0开始循环计数。

设计代码：
下面是一个VHDL代码实现256计数器的例子：

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

entity counter_256 is
    Port ( clk : in  STD_LOGIC;
           reset : in  STD_LOGIC;
           cnt_out : out  STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));
end counter_256;

architecture Behavioral of counter_256 is
    signal count : unsigned(7 downto 0) := (others => '0');
begin

    process (clk, reset)
    begin
        if reset = '1' then
            count <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then
            count <= count + 1;
        end if;
    end process;

    cnt_out <= std_logic_vector(count);

end Behavioral;

该代码中，计数器的输入包括一个时钟信号clk和一个异步复位信号reset。计数器的输出是一个8位的计数值cnt_out。在每个时钟上升沿，计数器将会加一，直到计数值达到255，然后重新从0开始计数。

仿真结果分析：
可以使用ModelSim对设计的代码进行仿真。下面是一个简单的测试bench代码，用于测试计数器的功能。

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity tb_counter_256 is
end tb_counter_256;

architecture Behavioral of tb_counter_256 is
    component counter_256 is
        Port ( clk : in  STD_LOGIC;
               reset : in  STD_LOGIC;
               cnt_out : out  STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));
    end component;

    signal clk : STD_LOGIC := '0';
    signal reset : STD_LOGIC := '0';
    signal cnt_out : STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0) := (others => '0');
begin

    uut : counter_256
    port map (clk => clk, reset => reset, cnt_out => cnt_out);

    clk_process : process
    begin
        clk <= '0';
        wait for 5 ns;
        clk <= '1';
        wait for 5 ns;
    end process;

    reset_process : process
    begin
        reset <= '1';
        wait for 10 ns;
        reset <= '0';
        wait for 100 ns;
        reset <= '1';
        wait;
    end process;

end Behavioral;

该测试bench代码中，时钟信号clk被设置为每隔10ns变化一次，异步复位信号reset在仿真开始时拉高10ns，然后在100ns后再次拉高，以测试计数器能否正常重置。

运行仿真后，可以查看计数器的输出值，验证计数器是否能够正确地计数。

以下是一个256计数器

module mod256_counter(
    input clk,
    input rst,
    output reg [7:0] count
);

always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        count <= 8'b0;
    end else begin
        count <= count + 1;
    end
end

endmodule