/* 實驗名稱：計數器驗證

 * 程序功能：每 500ms ，LED 狀態亮或滅一次

 * 時鐘計算：50MHz 的時鐘頻率，那么時鐘周期就是 1/50Mhz = 0.02us == 20ns

 *                500ms = 500_000_000ns = 500_000_000ns/20ns = 25_000_000次

 *                也就是說在 50MHz 的時鐘頻率下，累加 25000000 次就等于 500ms 的時間

 */

module mytest(clk_50M, rst_n, led);

    input clk_50M;        // 系統時鐘 50MHz

    input rst_n;            // 全局復位，低電平復位

    output reg led;       // led 指示燈輸出

    // 25000_000 => 0x17D7840 => 4*6+1 = 25位

    reg[24:0] cnt;     // 定義計數器寄存器

    // 計數器程序塊

    // always ：對某些信號變化感興趣

    // posedge：  表示 clk_50m   上升沿時會進入該程序塊

    // negedge：    表示 rst_n    下降沿時會進入該程序塊

    always@(posedge clk_50M or negedge rst_n)

        if(1'b0 == rst_n)                    // 當 rst_n 引腳為低電平時表示復位

            cnt <= 25'd0;                    // 復位計數器的值

        else if(25'd24_999_999 == cnt)         // 由于 cnt 是從 0 開始計數，所以需要-1

            cnt <= 25'd0;                    // 避免溢出

        else

            cnt <= cnt + 1'b1;                // 計數器計數（累加）

    // led 輸出程序塊

    always@(posedge clk_50M or negedge rst_n)

        if(1'b0 == rst_n)                // rst_n 復位時，點亮 led 不做其他事情

            led <= 1'b1;

        else if(25'd24_999_999 == cnt)    // 當計數器達到 500ms 時則翻轉一次 led 狀態

            led <= ~led;

        else

            ;                // rst_n 不是復位，同時計數器未滿，空語句，不做其他事情

endmodule 

/* 實驗名稱：計數器驗證 */

 `timescale 1ns/1ns

`define clock_period 20 // 時鐘周期 系統時鐘是50M/s 時鐘周期是1/50Mhz = 0.02us == 20ns

module mytest_tb;            // 由于是簡單的仿真測試，所以可以不跟端口列表

    reg clk, rst_n;        // 激勵信號源

    wire led;

    mytest counter0(.clk_50M(clk), .rst_n(rst_n), .led(led));

    initial clk = 1;// 激勵輸出 小梅哥說這里 clk = 1 仿真時有一定的好處，建議保持這個習慣

    // "`" 表示調用宏定義參數   10ns 高電平 10ns 低電平形成一個時鐘周期

    always #(`clock_period/2) clk = ~clk;    // 產生時鐘信號 20ns一個周期   

    initial begin

        rst_n = 1'b0;                // 復位

        #(`clock_period * 200);         // 延時200個時鐘周期

        rst_n = 1'b1;

        #2000000000;                // 延時 2秒鐘

        $stop;

    end

endmodule