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本科毕业论文（设计、创作）题目：环形计数器和扭环形计数器设计学生姓名：学号：院（系）：电子信息工程学院专业：通信工程入学时间：年月导师姓名：职称/学位：导师所在单位：完成时间：2014年5月环形计数器和扭环形计数器设计摘要现代世界的快速发展，夜生活已成为大多数城市不可缺少的生活，在夜生活中，五彩斑斓，形状不断变化的LED灯走入了大家的生活。
而各种形状的LED灯，随着技术的不断发展，EDA设计得到不断地发展和应用，LED灯所表示的图案多种多样，LED灯中最简单的就数流水灯，而流水灯可以由环形计数器或扭环形计数器控制。
本文以环形计数器和扭环形计数器为设计对象，根据其相关规律，设计其运行电路，以及用verilog硬件描述语言实现。
内容主要涉及计数器的循环与自启动以及最后整个计数器的检测方案和仿真。
本设计可以实现计数器的一些简单的控制，并用modelsim进行仿真。
关键词：环形计数器和扭环形计数器设计；Verilog；modelsim。
Twisted ring counter ring counter and designAbstractThe rapid development of the modern world, night life has become indispensable in the life most of the city, in the nightlife, colorful, shape changing LED lights went into people's lives. And various shapes of LED lights, with the continuous development of technology, EDA design get continuously development and application of LED lamp represents pattern is varied, the most simple several water light LED lights, lights and running water can be controlled by the ring counter or twisting the ring counter. This article is based on the circular counter and twisting the ring counter as the design object. According to the counter relevant laws , the counter is to design the operation circuit .this design adopts hierarchical method and verilog hardware description language to realize. This article is mainly related to counter circulation and since the start and final of the test scheme and simulationThis design can realize some simple control counter, and modelsim simulationKeywords: ring counter and twisting the ring counter design ;Verilog; modelsim.目录1.引言 (1)2.设计任务和要求 (1)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (3)3．设计原理 (3)3.1环形计数器定义 (3)3.2环形计数器工作原理 (3)3.3扭环形计数器定义 (3)3.4扭环形计数器工作原理 (3)4.环形计数器的设计 (3)5.扭环形计数器设计 (6)6.环形计数器的自启动设计 (9)7.扭环形计数器的自启动设计： (11)8.结束语 (13)主要参考文献 (15)致谢 (16)1 引言随着社会的不停发展，越来越多的LED灯用于城市的装饰，让城市在夜晚也可以变得炫彩夺目，熠熠生辉。
n位触发器构成的环形计数器,其计数模数为
环形计数器是由多个n位触发器构成的电路。
这类电路常常用于
数字信号计数或时序控制，故亦称为计数器。
在本文中，我们将会探
讨由n位触发器构成的环形计数器，主要是它的工作原理和计算模数。
1. 环形计数器的工作原理
环形计数器由多个n位触发器构成。
每个触发器都有两种状态——“0”和“1”。
环形计数器的计数方式是顺序式计数，即每个触发
器从低位到高位进行计数。
当最高位触发器计数一个周期后，再次返
回最低位触发器，如此循环计数。
在计数器的工作中，待计数的脉冲信号被送入最低位触发器，最
低位触发器按照自身状态和进位信号的影响，产生下一个计数脉冲并
送到次高位触发器上，如此往复，直到最高位触发器计数一个周期后，再次返回最低位触发器，如此形成循环计数。
2. 环形计数器的计算模数
环形计数器的计数模数是多少呢？它与计数器中触发器的位数有关。
以n位触发器构成的环形计数器为例，它的计数模数为2^n。
这是因为一个n位触发器有2^n种状态，而一个完整的环形计数器由n个
触发器组成，因此其总共有2^n × n种状态，即计数模数为2^n。
在实际应用中，环形计数器的计数模数往往需要满足我们的实际
需求，如计数模数为10的环形计数器可用于十进制计数，计数模数为100的环形计数器可用于百进制计数等。
综上所述，由n位触发器构成的环形计数器，其计数模数为2^n，可用于数字信号计数或时序控制。
在实际应用中，我们需要选择合适
的计数模数，以满足实际需求。
环形计数器工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊环形计数器的工作原理，这玩意儿可有意思啦！你可以把环形计数器想象成一个有趣的小圆圈游戏。
就好像一群小朋友手牵手围成一个圈，然后依次传递一个小秘密一样。
环形计数器里的信号啊，就像那个小秘密，沿着一个特定的路径不停地转呀转。
在这个小圆圈里，每个位置就像是一个小站点。
信号从一个站点跑到下一个站点，然后再下一个，一直这样循环下去。
这就好像是小秘密在小朋友们之间一个一个地传递，永不停歇。
那它是怎么做到一直这样循环传递的呢？这就靠它内部的巧妙设计啦！每个站点都有自己的任务和规则，它们相互配合，让信号能够顺利地流动。
比如说，其中一个站点可能就像一个小开关，决定着信号能不能通过。
如果这个开关打开了，信号就能愉快地跑向下一个站点；要是关上了，信号就得等等啦。
还有啊，环形计数器的循环方式也很特别。
它不会像个没头苍蝇一样乱转，而是有规律、有秩序地进行。
就像时钟的指针，一格一格地走，准得很呢！你想想看，如果这个循环出了问题，那不就乱套啦？就好像小朋友们传递秘密的时候突然有人捣乱，那可不行！所以环形计数器的稳定性也很重要哦。
而且啊，环形计数器在很多地方都大有用处呢！比如在数字电路中，它能帮忙控制各种信号的顺序和节奏，就像乐队里的指挥一样，让一切都井井有条。
它是不是很神奇呢？真的就像一个小小的魔法圈，在默默地发挥着自己的作用。
我们的生活中有这么多巧妙的设计和技术，难道不应该感叹一下人类的智慧吗？总之，环形计数器虽然看起来小小的，但其工作原理可一点儿也不简单。
它就像一个低调的小英雄，在各种电子设备里默默工作，为我们的生活带来便利。
下次当你使用那些高科技产品的时候，不妨想想里面可能就有环形计数器在努力工作哦！。
环型计数器的自启动设计马敬敏【摘要】分析环形计数器的结构特征及状态转换过程，给出了在环形计数器闭合反馈环路任何一位的位置断开环路，在次态函数卡诺图上进行激励函数逻辑修改实现环形计数器自启动设计的技术，目的是探索环型计数器自启动设计的逻辑修改技术，改进了目前的在保持右移移位寄存器内部结构不变的基础上只求解第1位触发器的激励函数的局限性设计方法，结果是简化了环形计数器的设计过程，从而使环形计数器自启动设计方法具有普遍适用性。
%Analysis of ring counter in the structure characteristics and state conversion process, given the in ring counter closed feedback loop any a disconnect position loop. In the next state Karnaugh map of incentive logic function modification technology to achieve ring counter design of self-correction, It's aimed to explore the logic function modification of self-correction in ring counters improved the current while maintaining the right shift shift register the same internal structure based on only solving the 1 bit flip-flop excitation functions for the limitation of design method, gesign progress of ring counter is simplified,so that the ring counter design of self-correction;method has general applicability.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)023【总页数】3页(P177-179)【关键词】环形计数器;自启动;次态卡诺图;逻辑修改;激励函数【作者】马敬敏【作者单位】渤海大学实验管理中心，辽宁锦州 121000【正文语种】中文【中图分类】TN702环形计数器是存在大量冗余无效状态的移位寄存器型计数器，自启动设计问题一直受到人们的关注。
环形计数器设计报告1. 引言环形计数器是一种用于计数的装置，它可以在指定范围内循环计数，实现自动计数和显示功能。
本报告将介绍我们设计的一种环形计数器的结构、原理和实现方法。
2. 设计目标我们的设计目标是实现一个可靠、高效的环形计数器，具有以下特点：- 可以在指定范围内循环计数，即当计数达到范围上限时，自动从下限开始重新计数。
- 支持单步计数和自动连续计数两种模式，用户可以根据需要选择。
- 提供显示功能，实时显示当前的计数值。
3. 设计方案3.1 硬件设计3.1.1 计数器模块我们使用一个计数器模块来实现计数功能。
该模块具有一个计数器寄存器和一个比较器。
计数器寄存器存储当前的计数值，比较器用于比较计数值与指定范围的上限和下限。
3.1.2 控制模块控制模块是环形计数器的核心部分，它根据用户的输入控制计数器的工作模式和计数方式。
控制模块包括一个模式选择器和一个计数器控制器。
模式选择器用于选择单步计数或自动连续计数模式。
计数器控制器根据模式选择器的输出，控制计数器模块的工作。
当选择单步计数模式时，计数器模块只在接收到一个计数信号时进行计数；当选择自动连续计数模式时，计数器模块会定期接收计数信号并进行计数。
3.1.3 显示模块显示模块用于显示计数值。
我们使用数码管作为显示器，通过控制模块的输出将计数值显示在数码管上。
3.2 软件设计我们使用Verilog语言对环形计数器进行建模和仿真。
通过编写适当的代码，实现计数器模块、控制模块和显示模块的功能。
4. 实现与测试我们使用EDA工具对设计的环形计数器进行验证。
通过仿真工具进行逻辑仿真，检查计数器模块、控制模块和显示模块的功能是否正常。
然后使用综合工具生成网表，通过布局与布线工具完成物理设计。
最后，通过验证工具对设计进行验证，确保计数器能够可靠地运行。
5. 结论我们成功设计并实现了一种功能完善的环形计数器。
该计数器具有可靠的计数功能、多种工作模式和实时显示功能，可以满足用户的需求。
计数器设计的方法
计数器设计的方法一般包括以下几个步骤：
1. 确定计数器的用途和需求：首先明确计数器的使用目的和功能需求，例如需要计算事件发生的次数、计算时间等。
2. 确定计数器的类型：根据需求确定计数器的类型。
常见的计数器类型包括二进制计数器、十进制计数器、环形计数器等。
3. 确定计数器的位数：根据需求确定计数器的位数。
位数决定了计数器的上限，即最大可计数的个数。
4. 设计计数器的电路：根据确定的计数器类型和位数，设计具体的计数器电路。
计数器的电路设计可以采用数电门电路、触发器等逻辑电路元件进行组合实现。
5. 进行功能测试：完成电路设计后，对计数器进行功能测试。
测试包括输入正确的计数信号并观察计数值的变化，验证计数器是否按照预期工作。
6. 进行性能测试：在功能测试通过后，进行性能测试，测试计数器的精度、稳定性以及计数速度等性能指标。
7. 优化和改进：根据测试结果对计数器进行优化和改进，提高计数器的性能和
可靠性。
8. 进行集成和应用：最后将计数器集成到实际的系统中，并进行应用。
本科毕业论文（设计、创作）题目：环形计数器和扭环形计数器设计学生姓名：学号：院（系）：电子信息工程学院专业：通信工程入学时间：年月导师姓名：职称/学位：导师所在单位：完成时间：2014年5月环形计数器和扭环形计数器设计摘要现代世界的快速发展，夜生活已成为大多数城市不可缺少的生活，在夜生活中，五彩斑斓，形状不断变化的LED灯走入了大家的生活。
而各种形状的LED灯，随着技术的不断发展，EDA设计得到不断地发展和应用，LED灯所表示的图案多种多样，LED灯中最简单的就数流水灯，而流水灯可以由环形计数器或扭环形计数器控制。
本文以环形计数器和扭环形计数器为设计对象，根据其相关规律，设计其运行电路，以及用verilog硬件描述语言实现。
内容主要涉及计数器的循环与自启动以及最后整个计数器的检测方案和仿真。
本设计可以实现计数器的一些简单的控制，并用modelsim进行仿真。
关键词：环形计数器和扭环形计数器设计；Verilog；modelsim。
Twisted ring counter ring counter and designAbstractThe rapid development of the modern world, night life has become indispensable in the life most of the city, in the nightlife, colorful, shape changing LED lights went into people's lives. And various shapes of LED lights, with the continuous development of technology, EDA design get continuously development and application of LED lamp represents pattern is varied, the most simple several water light LED lights, lights and running water can be controlled by the ring counter or twisting the ring counter. This article is based on the circular counter and twisting the ring counter as the design object. According to the counter relevant laws , the counter is to design the operation circuit .this design adopts hierarchical method and verilog hardware description language to realize. This article is mainly related to counter circulation and since the start and final of the test scheme and simulationThis design can realize some simple control counter, and modelsim simulationKeywords: ring counter and twisting the ring counter design ;Verilog; modelsim.目录1.引言 (1)2.设计任务和要求 (1)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (3)3．设计原理 (3)3.1环形计数器定义 (3)3.2环形计数器工作原理 (3)3.3扭环形计数器定义 (3)3.4扭环形计数器工作原理 (3)4.环形计数器的设计 (3)5.扭环形计数器设计 (6)6.环形计数器的自启动设计 (9)7.扭环形计数器的自启动设计： (11)8.结束语 (13)主要参考文献 (15)致谢 (16)1 引言随着社会的不停发展，越来越多的LED灯用于城市的装饰，让城市在夜晚也可以变得炫彩夺目，熠熠生辉。
而LED灯的简单控制，使其产生各种绚丽的拼图，分而视之可以用一些简单的设计控制细小的模块而成。
其中最简单的可以用环形计数器和扭环形计数器的原理和电路来控制，产生一种流水灯的效果。
在此基础上，本文对环形计数器和扭环形计数器的的实现做了简单的设计，对两种计数器的原理，自启动，电路图进行简单的分析和设计，并用Verilog硬件描述语言进行编写以及Altera公司的modelsim仿真工具进行仿真。
硬件描述语言的发展硬件描述语言HDL是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。
利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。
然后，利用电子设计自动化（EDA）工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过自动综合工具转换到门级电路网表。
接下去，再用专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。
目前，这种高层次（high-level-design）的方法已被广泛采用。
据统计，目前在美国硅谷约有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述语言进行设计。
硬件描述语言HDL的发展至今已有20多年的历史，并成功地应用于设计的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。
到20世纪80年代，已出现了上百种硬件描述语言，对设计自动化曾起到了极大的促进和推动作用。
但是，这些语言一般各自面向特定的设计领域和层次，而且众多的语言使用户无所适从。
因此，急需一种面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准硬件描述语言。
20世纪80年代后期，VHDL和VerilogHDL语言适应了这种趋势的要求，先后成为IEEE 标准。
目前，硬件描述语言可谓是百花齐放，有VHDL,Verilog等等。
VHDL虽然是1995年以前唯一制定为标准的硬件描述语言，但它却比较麻烦，而且其综合库至今也没有标准化，不具有晶体管开关级的描述能力和模拟设计的描述能力。
目前的看法是，对于大型的系统级数字电路设计，VHDL是较为合适的。
实质上，在底层的VHDL设计环境是由VerilogHDL描述的器件库支持的，因此，它们之间的互操作性十分重要。
目前，Verilog和VHDL的两个国际组织OVI、VI正在筹划这一工作，准备成立专门的工作组来协调VHDL和VerilogHDL语言的互操作性。
OVI也支持不需要翻译，由VHDL到Verilog的自由表达。
VerilogHDL是在1983年，由GDA(Gate Way Design Automation)公司的Philmoorby首创的。
Philmoorby后来成为Verilog-XL的主要设计者和Cadence 公司的第一合伙人。
在1984～1985年，Philmoorby设计出来第一个名为Verilog-XL的仿真器；1986年，他对VerilogHDL的发展又作出了另一个巨大的贡献：提出了用于快速门级仿真的XL算法。
随着Verilog-XL算法的成功，VerilogHDL语言得到迅速发展。
1989年，Cadence公司收购了GDA公司，VerilogHDL语言成为Cadence公司的私有财产。
1990年，Cadence公司决定公开VerilogHDL语言，于是成立了OVI（Open Verilog Internation）组织，负责促进VerilogHDL语言的发展。
基于VerilogHDL的优越性，IEEE与1995年制订了VerilogHDL的IEEE标准，及VerilogHDL1364-1995；2001年发布了VerilogHDL1364-2001标准。
这个标准中，加入了VerilogHDL-A 标准，是Verilog有了模拟设计描述的能力。
随着电子产业不断发展与推进，硬件描述语言也会不断的发展以适合现实情况的要求，VerilogHDL可能发展成为更高等级的语言，或者被跟高级的语言所替代和兼容。
Modelsim仿真工具Modelsim是Model Technology(Mentor Graphics的子公司)的DHL硬件描述语言的仿真软件，该软件可以用来实现对设计的VHDL、Verilog或者是两种语言混合的程序进行仿真，同时也支持IEEE常见的各种硬件描述语言标准。
无论从有毫的使用界面和调试环境来看，还是从仿真速度和仿真效果来看，Modelsim都可以算得上是业界最优秀的DHL语言仿真软件。
他是唯一的单核内支持VHDL和Verilog混合仿真的仿真器，是做FPJA/ASIC设计的RTL级和门级电路仿真的首选；他采用直接优化的编译技术，TCL/TK技术和单一内核仿真技术，具有仿真速度快，编译代码与仿真平台无关，便于IP核保护和加快程序错位定位等优点。
Modelsim最大的特点是其强大的调试功能。
先进的数据流窗口，可以迅速追踪到产生错位或者不确定状态的原因。
性能分析工具帮助分析性能瓶颈，加速仿真。
代码覆盖率检测确保测试的完备。
多种模式的波形比较功能。
先进的Signal Spy功能，可以方便地访问VHDL、Verilog或两者混合设计中的底层信号。
支持加密IP。
目前常见的Modelsim分为几个不同的版本：Modelsim SE、Modelsim PE、Modelsim LE和Modelsim OEM。
其中Modelsim SE是主要版本。
2 设计任务和要求2.1设计任务设计一个环形计数器和扭环形计数器2.2设计要求熟悉数字电路，语言编辑以及相应的仿真软件仿真3 设计原理3.1环形计数器定义环形计数器是由移位寄存器加上一定的反馈电路构成的，它是由一个移位寄存器和一个组合反馈逻辑电路闭环构成，反馈电路的输出接向移位寄存器的串行输入端，反馈电路的输入端根据移位寄存器类型的不同，可接向移位寄存器的串行输入端或某些触发器的输出端。
3.2环形计数器工作原理四位环形计数器，它是把移位寄存器最低一位的串行输出作为高一级移位寄存器的串行输入。
环形计数器常用来实现脉冲顺序分配的功能（分配器）假设寄存器的初始状态为1000，那么在移位脉冲的作用下其状态变为0100到0010到0001最后又返回到1000的顺序转换，并且不断循环往复的执行这一过程。
由上述可知，该计数器的计数长度为N=n。
3.3扭环形计数器定义扭环形计数器的定义同环形计数器的定义基本类似，只是在反馈电路上略有差别。
