怎样用Protel编写Verilog代码并仿真

编写verilog要在Altium Designer 69下才能编写，protel没听说过能编写verilog，如果你是经常用，建议你下一个quartus II，以后还可以使用NOIS IDE

所要设计的出租车计价器，要求能够显示里程数和乘客应付的费用，其中里程数精确到0．1km，乘客应付的费用精确到O．1元，显示必须以十进制的形式来进行。出租车的计费标准为：起步价6元，里程在3 km以内均为起步价；里程在3～7 km之间时，每行驶1 km增加1．6元；超过7 km时，每行驶1 km增加2．4元。

2 系统设计方案

该系统的设计可以采用分立元件来搭建，也可以通过单片机来设计，而使用可编程FPGA来设计，具有设计周期短、易于修改等明显特点，而且随着可编程逻辑器件和EDA软件的飞速发展，越来越多的电子系统采用FPGA来设计，一旦该系统达到一定的量产规模，也比较容易转化为ASIC芯片设计。因此，基于FPGA来设计一个出租车的计价器。本系统在EDA工具软件MAX+plusⅡ中，采用硬件描述语言Verilog HDL和原理图设计相结合的方法，进行各个模块的设计，最终将各个模块组成整个系统。

出租车能够显示行驶的里程，可以通过车轮的转动产生脉冲，然后通过计数器对脉冲进行计数来实现。假设出租车每行驶2 m就产生一个脉冲。由于里程数要精确到O．1 km，也就是100m，因此每经过50个脉冲就要输出一个新的脉冲信号，这里称为100 m脉冲信号，作为里程计数器的时钟信号，可以通过一个模为50的计数器进行分频而得到。

里程计数器可以用一个三位BCD码计数器来实现，最大能显示到999。以前两位为整数，第三位为小数，也就是最大能显示里程99．9 km，因为出租车都在市区和近郊活动，三位BCD码计数器是可以实现里程计数的。里程计数器每计数1 km还会周期性地输出一个脉冲信号，称为1 km脉冲信号，可以通过一定的组合电路来实现。

系统最核心的部分就是计费如何实现。这里就需要设计一个BCD码的加法器，在起步价的基础上，根据行驶里程的不同，依据计费标准，每增加1 km加上一个单价，单价的产生可以用Verilog HDL编写程序来实现。系统的总体设计框图如图1所示。

2．1 单价产生模块

单价产生模块的Verilog HDL源程序如下：

其中输入信号bai和shi就是里程计数器输出的两位整数里程，输出信号jia就是根据计费标准而产生的单价，以三位BCD码的形式输出，以前两位为整数，第三位为小数。即里程在3 km以内时，jia=0；里程在3～7 km之间时，jia=016(1．6元)；超过7 km时，jia=024(2．4元)。

用Verilog HDL编写程序来实现模块功能的优点在于，当出租车的计费标准发生变化时，可以很容易地通过改写程序来完成新的设计，比起硬件电路的修改要方便得多，这也是用Verilog HDL来实现模块功能的重要优势。

2．2 三位BCD码加法器

系统中用到了三位BCD码加法器，可以实现三位十进制数的加法运算。加法器输出的结果就是乘客应付的费用，这里同样以前两位为整数，第三位为小数，也就是最大能显示99．9元。三位BCD码加法器由三个一位BCD码加法器级联而成。

一位BCD码由四位二进制数组成，四位二进制数的加法运算会产生大于9的数字，必须进行适当的调整才会产生正确的结果。一位BCD码加法器的Verilog HDL源程序如下：

一位BCD码加法器模块的仿真波形和生成的模块符号如图2和图3所示。

本模块中A和B为输入的一位BCD码，CIN为低位来的进位信号，CO是本片向高位产生的进位输出信号，SUM是两个数相加的和。三位BCD码加法器由三个本模块级联而成，其电路原理图和仿真波形如图4和图5所示。

2．3 缓冲器模块

三位BCD码加法器输出的结果通过缓冲器以后，反馈到输入端重新作为一个加数，在1km脉冲信号的作用下，每来一个脉冲就和单价相加，形成连续累加的功能。缓冲器还有一个控制输入端LD，LD=O时，在1km脉冲的作用下，输出起步价6元；LD=1时，在1km脉冲的作用下，输出和输入相等。缓冲器的Verilog HDL源程序如下：

2．4 整体电路

将各个模块按照输入输出关系连接成整体电路如图6所示。

在整体电路中，clk为最原始的时钟输入端，cr为异步清零端，q[11．．O]输出里程，jiaqian[11．．O]输出乘客应付的费用。

3 系统仿真验证

整体电路的仿真波形如图7所示。

从系统仿真波形图7(a)中可以看出，当清零端cr=O时，里程数立刻清零，乘客应付的费用显示三位十进制数060(起步价6元)，表示乘客刚上车。当清零端cr=1时，出租车开始行进，里程和费用都开始计数，里程显示三位十进制数，前两位为整数，第三位为小数，也就是每行驶100 m计一次数。

从系统仿真波形图7(b)中可以看出，行驶到3 km时，费用由6元增加为7．6元，行驶到4 km时，费用由7．6元增加为9．2元，在3～7 km之间时，每行驶1 km增加1．6元。

系统仿真波形图7(c)中显示了每行驶1 km后，费用逐渐累加的情况。系统仿真波形完全验证了预期的设计要求。

4 结 语

通过仿真验证表明，本文所设计的出租车计价器能够正常地显示行驶的里程数和乘客应付的费用，符合预定的计费标准和功能要求。基于FPGA的设计，集成度高、设计周期短。尤其是当计费标准发生变化时，容易通过改写Verilog HDL源程序来完成新的设计。

首先纠正下千年同志的回答：

你的第一点，请看清楚楼主两个always块第一个是grade，第二个是grade1，grade2分别表示个位十位；

第二点：脉冲信号不能做判断条件这句，我拍这胸脯告诉你，绝对可以。。只有你用时序逻辑，在时钟沿检测脉冲信号就可以，只有保证脉冲宽度大于一个时钟周期就绝对能检测到。

第三点：楼主确实有这么点不完善，不过有些时候可以预先确知某些信号同时发生也可以不考虑的。

最后的你建议，先学C再改verilog，个人意见非常不赞同。。很多软件工程师特别喜欢把写软件哦思维带到硬件描述语言中来。。调用个函数啦。。写个for，写个while什么，最后还问为啥综合报错。。。除非你是专门做测试的用systemC或者systemverilog。that's all。

有点偏题了，说楼主的问题：

你的错误：第一点，最明显的地方是 第二个always块里面，你同时用了阻塞赋值和非阻塞赋值语句，这是典型错误。时序逻辑的always块里面都用<=，组合逻辑的always块都用=。

第二，第二个语句中X，Y两个变量的赋值的表达式根本没办法正确综合，一般%这个运算符号只能出现在仿真里（也很少用）除法/只能对2的整数幂进行相除，根本不能除以10，因为这里除法的本质就是除以2^n就等同于讲寄存器的值左移n位；请问这里10等于2的几次幂啊？！

第三个错误，第一个always块，作为组合逻辑，要把所有的敏感变量加进敏感变量列表里，而且组合逻辑你就不用边缘检测posedge 了，直接always@（add or sub or grade）就可以了。

第四个错误。。你的这个组合逻辑的always块，else 语句写在else if 语句前面，这是一种很诡异的写法，能综合个什么东西出来完全想不出来。

所有，我给你的建议是，你这段程序直接推翻重新来写，全部使用标准的时序逻辑的写法，

就是你第二段“always@（posedge clk or negedge RSTn）beign……end”这种写法，它可以保证你的所有电路行为都是发生在时钟上升沿或异步复位下降沿。

其次，每个信号第一if的分支语句一定是要if （！RSTn），即RSTn为低电平时整个加法器复位。这样做的好处在于：由于所有FPGA器件自动上电的瞬间，内部各个信号的初始态都是低电平，可以保证系统有一个自动复位的过程，所有按照这样写的寄存器都会有一个初始态。而避免了不定态X。

最后，建议你四个bit位宽的个位寄存器做成一个模为10的计数器（可以加可以减，具体靠判断sub，add哪一个信号为高）。。每次计数器满时就将十位的那个寄存器加一，而当个位寄存器为零且又检测到sub减信号时，则把个位寄存器置为4‘b1001（9）；将十位寄存器也减一；这样就可以实现总累加值从0~99的加减法器了 。

给你写一个例子，下面是一个设计文件和一个对应的测试程序，希望能起到抛砖引玉的和用：

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File Name : testv

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1 功能仿真 ( 前仿真 )

功能仿真是指在一个设计中， 在设计实现前对所创建的逻辑进行的验证其功能是否正确的过程。

布局布线以前的仿真都称作功能仿真， 它包括综合前仿真（ Pre-Synthesis Simulation ）和综合后仿真（ Post-Synthesis Simulation ）。 综合前仿真主要针对基于原理框图的设计 ; 综合后仿真既适合原理图设计 , 也适合基于 HDL 语言的设计。

2 时序仿真（后仿真）

时序仿真使用布局布线后器件给出的模块和连线的延时信息， 在最坏的情况下对电路的行为作出实际地估价。 时序仿真使用的仿真器和功能仿真使用的仿真器是相同的， 所需的流程和激励也是相同的； 惟一的差别是为时序仿真加载到仿真器的设计包括基于实际布局布线设计的最坏情况的布局布线延时， 并且在仿真结果波形图中，时序仿真后的信号加载了时延，而功能仿真没有。

quartus 不能编译仿真程序，仿真程序是不能被综合的，quarus只能编译能综合的程序。

仿真程序不能放在quartus工程中

只有在quartus中建立一个testbeach，在当中指定仿真程序，使用仿真工具去编译仿真它。

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