流水灯Verilog

需要实现的效果

波形图如下，时钟周期假设为50MHz，每隔0.5s转换一次灯的效果。

Verilog代码如下

module water_led
#(parameter CNT_MAX=25'd24_999_999)
(
	input wire sys_clk,
	input wire sys_rst_n,
	output reg [3:0]led_out
);
	reg [24:0]cnt;
	reg cnt_flag;
	
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
	begin
		if(sys_rst_n==1'b0)
			cnt<=25'd0;
		else if(cnt==CNT_MAX)
			cnt<=25'd0;
		else  
			cnt<=cnt+25'd1;
	end
	
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
	begin
		if(sys_rst_n==1'b0)
			cnt_flag<=1'b0;
		else if(cnt==(CNT_MAX-25'd1))
			cnt_flag<=1'b1;
		else
			cnt_flag<=1'b0;
	end
 
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
	begin
		if(sys_rst_n==1'b0)
			led_out<=4'b1110;
		else if((led_out==4'b0111)&&(cnt_flag==1'b1))
			led_out<=4'b1110;
		else if(cnt_flag==1'b1)
			led_out<=~((~led_out)<<1);//由于循环左移是补0，需要特别地注意这一点
		else
			led_out<=led_out;
	end
	
endmodule	

仿真测试代码

`timescale 1ns / 1ns
 
module tb_water_led();
reg sys_clk;
reg	sys_rst_n;
wire [3:0]led_out;
 
initial
	begin
		sys_clk=1'b1;
		sys_rst_n=1'b0;
		#20
		sys_rst_n=1'b1;
	end
always #10 sys_clk=~sys_clk;
water_led
#(.CNT_MAX(25'd24))//假设计数的最大值为25
water_led_inst
(
.sys_clk(sys_clk),
.sys_rst_n(sys_rst_n),
.led_out(led_out)
);
 
endmodule

 vivado仿真波形

计数到最大值减1是产生一个时钟脉冲，并且led灯变换一次状态，

vivado波形图整体状态