VHDL实验报告汇总
VHDL实验报告
VHDL实验报告《创新实验》实验报告—基于vhdl的编程和硬件实现一、实验目的1.2.3.4. 熟悉和掌握硬件描述语言vhdl的基本语法及编写;掌握软件xilinx ise 10.1的使用;熟悉sdz-6电子技术实验箱的使用;了解节拍脉冲发生器等基本电路的实现;5. 了解八位二进制计数器的功能与设计;6. 学习键盘和七段数码管显示的控制和设计。
二、实验内容1. xilinx ise 10.1软件的使用;2. 节拍脉冲发生器等基本电路的实现;3. 八位二进制计数器的实现4. 键盘扫描及显示的实现三、实验器材1、 pc机2、 sdz-6电子技术实验箱3、正负5v电源4、 i/o接口线四、软件的使用在安装xilinx10.1软件时,需要一个id号,其实这个id号是可以重复使用的,几个同学在官网注册后就可以共享id号了。
安装完成之后就可以使用这个软件编写相应的vhdl的程序。
1.新建工程file—>new project 弹出下面的对话框输入工程名后单击next。
然后根据本实验的实验箱进行以下设置。
以后的步骤一般都是单击next(有些资料上会介绍有些这些步骤的具体功能,但对于本实验不必用到),最后单击finish,完成新建一个工程。
在窗口的左边会出现刚刚新建的工程,如下: 2.新建一个vhdl的源文件。
在上图中,右击工程选择new source ,弹出如下对话框。
在对画框的左边选择vhdl module,输入文件的名字(改名字最好是你定义的实体的名字)。
单击next。
出现下面的对话框。
该对话框主要是对外部端口的编辑。
可以直接跳过,即单击next,在源文件上编辑端口。
然后在接下来的对话框中单击finish。
完成建立一个源文件。
窗口右边就会出现刚才编辑的源文件。
3.编写和编译代码将事先编好的代码复制到源文件里,然后保存文件。
选中左边的文件名,在窗体的左边出现如下编辑文档内容。
选择synthesize —xst—》check syntax,双击check syntax,开始编译源文件。
VHDL实验报告
6
#50 S1=1;S2=0; #50 A=0;B=0;C=1;D=0; #50 S1=0;S2=1; #50 A=1;B=0;C=0;D=1; #200 $stop; end MUX41b MUX41b1 (.A(A),.B(B),.C(C),.D(D),.S1(S1),.S2(S1),.Y(Y));//元件例化 endmodule If else 方法仿真图:
实验一 半加器电路的设计
一.实验目的 (1)掌握 Modelsim 软件的编译、仿真方法 (2)熟练运用 Modelsim 软件进行 VHDL 程序设计开发 (3)掌握基于 Modelsim 的组合逻辑电路设计方法 (4)利用 VHDL 的逻辑表达式描述门电路 (5)利用 VHDL 的代码完成半加器设计 二.实验内容 1.实验要求:设计一个两位二进制半加器,半加器只考虑了两个加数本身,没有考虑由低位 来的进位。 2.半加器的输入为 A 和 B。输出为 SO 和 CO。 使用 Verilog HDL 程序实现上述实验内容,并使用 modelsim 仿真 半加器主程序为: module adder(A,B,SO,CO); input A,B; output SO,CO; assign SO=A^B; //和值数据输出 assign CO=A&B; //进位数据输出 endmodule 测试程序为: `timescale 1ns/1ns //时间精度 `include "adder.v"; module addertest; reg A,B; //输入变量类型定义 wire SO,CO; //输出变量类型定义 initial begin A=0;B=0; #100 A=0;B=1 ; #100 A=1;B=1 ; #100 A=1;B=0 ; #100 $stop; end adder adder1(.SO(SO),.CO(CO),.A(A),.B(B)); endmodule
VHDL多路波形发生器实验报告
VHDL多路波形发生器实验报告一、基本要求:1、对输入时钟信号进行分频,实现三路互差120°的信号。
2、实现输出信号的占空比控制clk: 输入时钟信号reset: 同步复位信号(低电平有效)div: 输入分频控制信号(注意:6n分频)ctrl: 占空比控制信号ctrl=1时, 占空比为1:1ctrl=2时, 占空比为1:2ctrl=3时, 占空比为2:1A,B,C: 三路输出信号二、设计思路:1.实验为6n分频,用变量s来控制,0~6n-1这六个数,当时钟信号每来一个上升沿时加1,当为6n-1时清零;2.定义N为常量,通过改变N的值改变分频;3.ctrl值不同时,占空比不同,用case语句控制,ctrl分别为01,10,11和其他;4.具体波形的实现用if语句,当占空比为1时,A输出信号在s=0和s=3*n时翻转,B输出信号在s=2*n和s=5*n时翻转,C输出信号在s=4*n和s=n的时候翻转。
当占空比为1:2时,A输出信号在s=0和s=2*n时翻转,B输出信号在s=2*n和s=4*n时翻转,C输出信号在s=4*n和s=0的时候翻转。
当占空比为2:1时,A输出信号在s=0和s=4*n时翻转,B输出信号在s=2*n和s=0时翻转,C输出信号在s=4*n和s=2*n的时候翻转;5.在占空比为1和1:2时,C输出信号应比B慢120度,但是实际输出超前B,所以要对C输出进行反相;同理,在占空比为2:1时,要对B、C分别进行反向。
6.用if语句判断是否复位,若非,则执行case语句。
三、流程图:四、源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity top isport(clk,reset:in std_logic;ctrl:in std_logic_vector(1 downto 0);A,B,C:out std_logic);end top ;architecture rel of top issignal temp1,temp2,temp3,temp4,temp5 : std_logic; constant N: integer:=1;signal s:integer range 0 to 6*N-1 ;beginprocess(clk,reset,ctrl)beginif (reset='0') thentemp1<='0';temp2<='0';temp3<='0';temp4<='0';temp5<='0';s<=0;elsecase ctrl iswhen "01"=>if (clk 'event and clk='1') thenif s=6*N-1 thens<=0;elses <= s+1;end if;if s=0 thentemp1<= not temp1;end if;if s=3*N thentemp1<= not temp1;end if;if s=2*N thentemp2<= not temp2;end if;if s=5*N thentemp2<= not temp2;end if;if s=4*N thentemp4<= not temp4;end if;if s=N thentemp4<= not temp4;end if;end if;temp3<= not temp4;when "10"=>if (clk 'event and clk='1') thenif s=6*N-1 thens<=0;elses <= s+1;end if;if s=0 thentemp1<= not temp1;end if;if s=2*N thentemp1<= not temp1;end if;if s=2*N thentemp2<= not temp2;end if;if s=4*N thentemp2<= not temp2;end if;if s=4*N thentemp4<= not temp4;end if;if s=0 thentemp4<= not temp4;end if;end if;temp3<= not temp4;when "11"=>if (clk 'event and clk='1') thenif s=6*N-1 thens<=0;elses <= s+1;end if;if s=0 thentemp1<= not temp1;end if;if s=4*N thentemp1<= not temp1;end if;if s=2*N thentemp5<= not temp5;end if;if s=0 thentemp5<= not temp5;end if;if s=4*N thentemp4<= not temp4;end if;if s=2*N thentemp4<= not temp4;end if;end if;temp2<= not temp5;temp3<= not temp4;when others=>temp1<='0';temp2<='0';temp3<='0';end case;end if;end process;A<=temp1;B<=temp2;C<=temp3;end rel;五、仿真波形:整体波形:当ctrl=1 当ctrl=2 当ctrl=3复位当ctrl=其他:六、实验过程遇到的问题:在程序设计时,开始不知该怎样使A,B,C互差120度,开始是想通过定义一个变量,每来一个上升沿加1,从0开始,A路信号除3n 取余为0则翻转,B路信号除3n取余为1则翻转,C路信号除3n取余为2则翻转,我觉得这样的想法应该没有错,可是实际却调不出来,可能是某处逻辑有问题,后来就模仿老师给的6分频程序,设计了现在的程序。
vhdl实验报告
vhdl实验报告VHDL实验报告引言:VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)是一种硬件描述语言,广泛应用于数字电路设计和仿真。
本篇实验报告将介绍我在VHDL实验中的学习和实践经验,包括实验目的、实验过程、实验结果以及对VHDL的理解和展望。
一、实验目的VHDL实验的主要目的是让我们掌握VHDL语言的基本语法和使用方法,能够利用VHDL描述数字电路,并通过仿真和综合工具进行验证和实现。
通过这些实验,我们可以深入了解数字电路的原理和设计方法,提高我们的逻辑设计能力和工程实践能力。
二、实验过程在实验过程中,我们首先学习了VHDL的基本语法,包括实体声明、端口声明、信号声明等。
然后,我们通过实例学习了VHDL的建模方法,包括组合逻辑电路的建模和时序逻辑电路的建模。
在组合逻辑电路的建模中,我们学习了使用逻辑运算符和条件语句描述电路的功能;在时序逻辑电路的建模中,我们学习了使用过程语句和时钟信号描述电路的状态转换。
在学习了VHDL的基础知识后,我们开始进行实验设计。
我们选择了一个简单的数字电路,如4位加法器,来进行实验验证。
首先,我们通过VHDL语言描述了加法器的功能和结构,包括输入端口、输出端口和中间信号。
然后,我们使用仿真工具进行了功能仿真,验证了加法器的正确性。
接着,我们使用综合工具将VHDL代码综合成门级电路,并进行了时序仿真和时序优化,验证了加法器的时序正确性和性能。
三、实验结果通过实验,我们成功地实现了4位加法器的功能,并验证了其正确性和性能。
在功能仿真中,我们输入了不同的测试数据,观察了输出结果,发现加法器能够正确地进行加法运算,并得到了正确的结果。
在时序仿真中,我们观察了电路的时序行为,包括输入信号的变化、输出信号的响应和中间信号的传播延迟等,发现加法器能够在时序上满足要求,并且具有较好的性能。
VHDL电子琴实验报告
VHDL电子琴实验报告
实验目的:
本实验的目的是设计一个VHDL电子琴,通过FPGA实现,实现按键发出不同的音调,并通过扬声器输出对应的音频信号,达到模拟真实电子琴的效果。
实验原理:
VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)是一种硬件描述语言,用于描述数字电路的行为和结构。
在本实验中,我们将使用VHDL语言描述电子琴的按键和音调的对应关系,通过FPGA实现电子琴的功能。
电子琴实验主要包含两个部分:输入部分和输出部分。
输入部分是按键,按下不同的按键会发出不同的音调。
输出部分是扬声器,通过扬声器输出对应的音频信号。
实验步骤:
1.确定电子琴的按键数量和对应的音调。
2.使用VHDL语言描述电子琴的按键和音调的对应关系。
3.将VHDL代码综合成逻辑电路网表。
4.将逻辑电路网表烧录到FPGA中。
5.连接扬声器到FPGA输出引脚。
6.按下不同的按键,测试扬声器输出的音频信号是否正确。
实验结果:
经过实验测试,我们成功实现了一个简单的VHDL电子琴。
按下不同的按键,扬声器输出对应的音调。
通过调整VHDL代码中的音频频率,可以改变电子琴的音调高低。
实验总结:
通过本实验,我们深入理解了VHDL语言的应用和FPGA的原理。
电子琴作为一个实际应用案例,充分展示了数字电路设计的魅力。
在今后的学习和工作中,我们将能更加熟练地应用VHDL语言和FPGA技术,设计更加复杂的数字电路系统。
VHDL与数字电路设计实验报告
VHDL与数字电路设计实验报告引言本实验旨在通过使用VHDL编程语言和数字电路设计技术,实现特定功能的电路设计。
本文档将对实验的步骤、设计原理和结果进行详细描述。
实验步骤1. 步骤一:熟悉VHDL编程语言在实验开始之前,团队成员对VHDL编程语言进行了研究和熟悉。
我们了解了VHDL的基本语法、数据类型和结构,并获得了对VHDL设计原理的初步理解。
2. 步骤二:设计功能电路在本实验中,我们选择了一个特定的功能电路进行设计。
我们首先进行了功能需求分析,并根据需求确定了电路的输入输出信号以及主要的逻辑运算。
然后,我们使用VHDL编程语言将电路的逻辑运算实现为代码,并进行了仿真和测试。
3. 步骤三:电路仿真和验证为了验证我们设计的电路功能的正确性,我们使用了VHDL仿真工具进行了电路的仿真和验证。
我们根据输入信号的不同组合,观察输出信号的变化,并与我们预期的结果进行比较。
通过这一步骤,我们确认了我们设计的电路能够按照预期工作。
4. 步骤四:电路实现和测试在确认电路的设计和仿真结果无误之后,我们进一步将电路实现到实际的数字电路平台上,并进行了硬件测试。
我们使用实际的输入信号来测试电路的性能和稳定性,并对输出信号进行观察和分析。
通过这一步骤,我们验证了电路在实际环境中的可行性。
设计原理我们设计的电路基于特定的功能需求,采用了经典的数字电路设计原理。
通过使用VHDL编程语言,我们将电路的逻辑运算实现为逻辑门和触发器的组合。
通过将输入信号连接到适当的逻辑门和触发器,我们实现了所需的功能。
结果与分析经过实验步骤的完成,我们成功地设计和实现了一个具有特定功能的数字电路。
在仿真测试和实际测试中,电路都表现出了良好的性能和稳定性。
根据结果的分析,我们验证了电路的设计原理和逻辑的正确性。
结论本实验通过使用VHDL编程语言和数字电路设计技术,成功地实现了一个具有特定功能的电路设计。
我们的实验结果表明,VHDL和数字电路设计技术在电路设计领域具有重要的应用价值。
VHDL实验报告实验一
实验一:3位比较器一、实验目的1、熟悉Xilinx ISE/ModelSim软件,掌握软件的VHDL程序输入、程序编译和程序仿真操作;2、学习利用VHDL语言设计三位比较器控制电路程序;3、根据三位比较器的原理设计VHDL程序,使得a,b为三位信息的输入端口,若a>b 则c=1。
否则c=0;二、VHDL源程序:●Compare3源代码:library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity compare3 isport (a:in std_logic_vector(2 downto 0);b:in std_logic_vector(2 downto 0);c:out std_logic);end compare3;architecture Behavioral of compare3 isbeginprocess (a,b)beginif(a>=b)thenc<='1';elsec<='0';end if;end process;end Behavioral;●三位比较器testbench代码:LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.ALL;-- Uncomment the following library declaration if using-- arithmetic functions with Signed or Unsigned values--USE ieee.numeric_std.ALL;ENTITY tbench1 ISEND tbench1;ARCHITECTURE behavior OF tbench1 IS-- Component Declaration for the Unit Under Test (UUT)COMPONENT compare3PORT(a : IN std_logic_vector(2 downto 0);b : IN std_logic_vector(2 downto 0);c : OUT std_logic);END COMPONENT;--Inputssignal a : std_logic_vector(2 downto 0) := "000";signal b : std_logic_vector(2 downto 0) := "000";--Outputssignal c : std_logic;-- No clocks detected in port list. Replace <clock> below with -- appropriate port nameBEGIN-- Instantiate the Unit Under Test (UUT)uut: compare3 PORT MAP (a => a,b => b,c => c);-- Clock process definitions-- Stimulus processstim_proc: processbegin-- hold reset state for 100 ns.wait for 10 ns;a <= "010";b <= "001";wait for 10 ns;a <= "110";b <= "111";wait for 10 ns;a <= "011";b <= "111";wait for 10 ns;a <= "110";b <= "101";wait for 10 ns;a <= "110";b <= "000";wait for 10 ns;a <= "100";b <= "101";wait for 1000 ns;-- insert stimulus herewait;end process;END;三、实验结果与分析●实验仿真波形图●实验结果分析由波形图观察可得该VHDLd代码实现了比较的功能,在输入a,b值大小不同的情况下,成许进行比较均能的出结果并给C赋值,当a>b,c=1, 反之c=0。
vhdl实验报告--蜂鸣器
vhdl实验报告--蜂鸣器VHDL 实验报告蜂鸣器一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用 VHDL 语言来设计并实现一个蜂鸣器的控制电路,深入理解数字电路的设计原理和 VHDL 编程的基本方法,掌握硬件描述语言在实际电路设计中的应用,提高自己的逻辑思维和问题解决能力。
二、实验原理蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电。
常见的蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。
有源蜂鸣器内部自带了振荡源,只要给其供电就能发出固定频率的声音;无源蜂鸣器则需要外部提供一定频率的脉冲信号才能发声。
在本实验中,我们使用 VHDL 语言来控制一个无源蜂鸣器。
通过编写代码,生成特定频率的脉冲信号,从而驱动蜂鸣器发声。
三、实验设备及工具1、计算机2、 Quartus II 软件3、开发板四、实验内容及步骤1、设计思路首先,需要确定蜂鸣器发声的频率。
通过计算得出所需的时钟周期数。
然后,使用计数器来产生特定频率的脉冲信号。
最后,将脉冲信号输出到蜂鸣器的控制引脚。
2、 VHDL 代码编写```vhdllibrary ieee;use ieeestd_logic_1164all;use ieeenumeric_stdall;entity buzzer_control isport(clk : in std_logic;rst : in std_logic;buzzer : out std_logic);end entity;architecture Behavioral of buzzer_control isconstant CLK_FREQ : integer := 50_000_000; 系统时钟频率constant BUZZER_FREQ : integer := 1000; 蜂鸣器发声频率signal counter : integer range 0 to CLK_FREQ/BUZZER_FREQ 1; signal clk_div : std_logic;beginprocess(clk, rst)beginif rst ='1' thencounter <= 0;clk_div <='0';elsif rising_edge(clk) thenif counter = CLK_FREQ/BUZZER_FREQ 1 thencounter <= 0;clk_div <= not clk_div;elsecounter <= counter + 1;end if;end if;end process;buzzer <= clk_div;end architecture;```3、编译与仿真将编写好的 VHDL 代码在 Quartus II 软件中进行编译。
VHDL实验报告汇总
实验一4选一多路选择器一:实验目的及实验环境目的1、熟悉ModelSim SE 6.5c的verilog 的文本设计流程,组合电路的设计、仿真和测试。
2、用verilog语言完成设计4选一多路选择器。
3、熟悉文本输入及仿真步骤。
4、初步了解可编程器件设计的全过程。
环境1、P C 机一台2、M odelSim SE 6.5c二. 实验内容1、用verilog语言完成设计4选一多路选择器,2、用结构建模及数据流建模两种方法实现。
3、对于所设计的程序进行编译,检查纠错。
4、程序完善之后进行程序的仿真并进行波形的记录与分析三.实验步骤1、建立工程2、添加文件到工程3、编译文件4、查看编译后的设计单元5、将信号加入波形窗口6、运行仿真四.运行结果五.总结本次实验让我更加的熟悉modelsim使用方法,以及使用时应该注意的问题。
在试验中也学习到了Verilog语法。
在实验中我们应该注意verilog的格式要求,在用编程语言编程的时候,要自习留意语法标准,整理好逻辑思维的同时保证格式的正确。
否则就会浪费大量的时间来完成实验。
试验开始到结束这一过程中,我遇到了很多困难,后来都在同学的提醒和帮助下克服了。
相信有了这次对这个语言和这个软件的接触,我们都有了更加深入的理解。
六.源代码module mux41(a,b,c,d,s1,s0,out);input[1:0] a,b,c,d;input s1,s0;output[1:0] out;reg[1:0] out;always @(a or b or c or d or s1 or s0)begin :mux41case({s1,s0})2'b00: out<=a;2'b01: out<=b;2'b10: out<=c;2'b11: out<=d;default: out=a;endcaseendendmodulemodule sti;reg[1:0] a,b,c,d;reg s0,s1;wire[1:0] out;mux41 dtg(a,b,c,d,s0,s1,out);initialbegina=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=0;s1=0;#100 a=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=0;s1=1;#100 a=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=1;s1=0;#100 a=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=1;s1=1;endendmodule实验二、Verilog HDL设计分频器及计数器一.实验目的及实验环境1)实验目的1、掌握较复杂数字电路或系统的纯Verilog HDL实现方法;2、体会纯Verilog HDL语言输入设计与原理图输入设计的差别;3、更加熟练的使用modelsim软件;2)实验环境计算机一台,使用modelsim软件进行实验仿真3)实验内容1、使用modelsim设计二分频器;2、使用modelsim设计模8计数器;三.测试数据及运行结果1、分频器正常测试数据(3组)及运行结果;2、计数器正常测试数据(3组)及运行结果通过本次实验,进一步熟悉并加深了对verilong语言的认识,初步运用并熟悉了整个程序及操作,加深对分频器的理解。
VHDL实验报告(1)
VHDL 实验报告******班级:电子0701学号:************实验一组合逻辑电路设计一实验目的:1. 熟悉mux+pluxII软件,可以进行新文件的编辑和文件的修改。
2. 掌握门电路VHDL语言程序设计方法。
3. 掌握选择器VHDL语言程序设计方法。
4. 掌握加法器VHDL语言程序设计方法。
5. 熟悉VHDL编程的基本方法。
二实验设备:1.计算机2.Max+PlusII软件三实验原理及内容:1 二输入与门(1)实验原理二输入与门是我们数字电路中的一个基础逻辑门电路,是最基本的逻辑门电路之一,也是最简单的逻辑门之一。
它能实现两个输入端的相与,一般有三个端口。
二输入与门的表达式是:Y=ab二输入与门的逻辑符号如图(1)所示,真值表如表(1)所示。
图(1)与门逻辑符号表(1)与门真值表(2)实验内容a.在mux+pluxII文本编辑环境下,打开新文本,编写两输入与门VHDL语言源程序,程序设计如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY and2 ISPORT(a,b: IN STD_LOGIC;Y: OUT STD_LOGIC);END and2;ARCHITECTURE behave OF and2 ISBEGINY <= a and b;END behave;b.对源程序进行编译,按照提示进行修改,直至编译通过。
c.对编译程序进行仿真,分析并记录仿真波形,其仿真波形图如图(2)所示。
图(2)二输入与门仿真图d.在自己的目录下保存相应的源文件、波形文件。
2 四选一选择器(1)实验原理四选一选择器如图(3)所示,真值表如表(2)所示。
图(3)mux4管脚图表(2)mux4真值表(2)实验内容a.在mux+plusII文本编辑环境下,打开新文件,编辑四选一VHDL源程序文件,其程序设计如下:LIBRARY IEEEUSE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY mux4 ISPORT(A: IN STD_LOGIC_VECTOR (1 DOWNTO 0);D0,D1,D2,D3:IN STD_LOGIC;G:IN STD_LOGIC;Y: OUT STD_LOGIC);END mux4;ARCHITECTURE dataflow OF mux4 ISBEGINPROCESS (A,D0,D1,D2,D3,G)BEGINIF (G ='0') THENIF (A="00")THEN Y <= D0;ELSIF(A="01")THEN Y <= D1;ELSIF(A="10")THEN Y <= D2;ELSE Y <= D3;END IF;ELSE Y <='0';END IF;END PROCESS;END dataflow;b.对源程序进行编译,按照提示进行修改,直到编译通过。
VHDL实验报告
年月日VHDL实验报告学院专业学号姓名实验1 译码器设计一、实验原理1、译码器是数字系统中常用的组合逻辑电路,常用于地址译码。
74LS138是最常用的一种小规模集成电路,它有3个二进制输入端和8个译码输出端。
表1.1是它的真值表。
表1.1 3-8 译码器真值表2、普通的LED数码管由7段和一个点组成,使用它进行显示,需要译码驱动。
本实验实现一个七段LED显示译码电路。
为了实验方便,在译码之前加入一个4位二进制加法计数器,当低频率的脉冲信号输入计数器后,由7段译码器将计数值译为对应的十进制码,并由数码管显示出来。
图1.1为此电路的原理图。
图1.1 7段LED译码显示电路二、实验内容1、设计一个4-16译码器。
2、设计轮流显示表1.2所示字符的程序。
表1.2 字母显示真值表3、通过仿真,观察设计的正确性。
4、下载、验证设计的正确性。
三、源程序1、4-16译码器。
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY decode ISPORT( d0, d1, d2,d3, s1 ,s2 ,s3:IN STD_LOGIC;Y : OUT STD_LOGIC_VECTOR ( 15 DOWNTO 0 ) );END decode;ARCHITECTURE rtl OF decode ISSIGNAL indata : STD_LOGIC_VECTOR ( 3 DOWNTO 0 );BEGINIndata <= d3 & d2 & d1 & d0 ;PROCESS ( indata, s1, s2, s3 )BEGINIF (s1 ='1' AND s2='0' AND s3 = '0' ) THENCASE indata ISWHEN "0000" => Y <= "1111111111111110" ;WHEN "0001" => Y <= "1111111111111101" ;WHEN "0010" => Y <= "1111111111111011" ; WHEN "0011" => Y <= "1111111111110111" ;WHEN "0100" => Y <= "1111111111101111" ;WHEN "0101" => Y <= "1111111111011111" ;WHEN "0110" => Y <= "1111111110111111" ;WHEN "0111" => Y <= "1111111101111111" ;WHEN "1000" => Y <= "1111111011111111" ;WHEN "1001" => Y <= "1111110111111111" ;WHEN "1010" => Y <= "1111101111111111" ; WHEN "1011" => Y <= "1111011111111111" ;WHEN "1100" => Y <= "1110111111111111" ;WHEN "1101" => Y <= "1101111111111111" ;WHEN "1110" => Y <= "1011111111111111" ;WHEN "1111" => Y <= "0111111111111111" ;WHEN OTHERS=> NULL;END CASE;ELSEY <= "1111111111111111" ;END IF;END PROCESS;END rtl;2、轮流显示表1.2所示字符的程序。
VHDL实验报告
三.分析和心得 通过这次实验我熟悉了 Verilog HDL 元件例化语句的作用, 并且熟悉全加器的工作原理。 在四位全加器的择器的设计
一.实验目的 熟悉 Modelsim 的 Verilog HD 文本设计流程全过程,学习简单的组合逻辑电路设计,多 层次的电路设计,仿真和硬件测试 二.实验内容 (1)从多路输入信号中选择其中一路进行输出的电路称为数据选择器。或:在地址信号控制 下, 从多路输入信息中选择其中的某一路信息作为输出的电路称为数据选择器。 数据选择器 又叫多路选择器,简称 MUX。 (2)分别采用原理图和 Verilog HDL 语言的形式设计 4 选 1 数据选择器 (3)对所涉及的电路进行编译及正确的仿真 Case 语句设计: module MUX41a(a,b,c,d,s1,s0,y); input a,b,c,d; input s1,s0; output y; reg y; always@(a or b or c or s1 or s0) //敏感信号表 begin : case ({s1,s0}) //数据组合 2'b00:y<=a; 2'b01:y<=b; 2'b10:y<=c; 2'b11:y<=d; default:y<=a; endcase end endmodule 测试程序为: `timescale 1ns/1ns `include "MUX41a.v"; //包含 4 选 1 case 语句程序 module MUX41atest; reg a,b,c,d,s1,s0; wire y; initial begin a=0;b=0;c=0;d=0; s1=0; s0=0; #100 a=1;b=0;c=0;d=0;
数字电路设计实验vhdl语言实验报告
实验一秒表计数器的设计实验目的:本实验通过设计四种频率可选的数字时钟系统, 以达到熟悉VHDL 语言编程语法、设计思路和熟练掌握Quartus II 开发软件的目的。
二、实验内容:该数字时钟的显示格式如下所示: HH: MM: SS, 其中HH表示时计数的两位, MM表示分计数的两位, SS表示秒计数的两位。
本系统输入信号分别为复位信号rst(高有效)、sel(两位信号, 分别可以选择2分频、4分频8分频和16分频)、clk_in(时钟信号)、8位时输出、8位分输出、8位秒输出(其中高4为表示对应的高半字节、低4位表示的低半字节, 譬如当时间为08:59:30时, 时输出为”0000_1000”,分输出为”0101_1001”,秒输出为”0011_0000”)。
该时钟系统可以通过Sel信号时钟运行的快慢。
三、实验流程:通过对实验内容的分析: 可以考虑时钟系统的可由三部分组成: 1.分频器:分频器为时序电路并且通过《数字电路》理论课程的学习可知由计数器来实现, 同学可以回想一下实验1中是如何实现计数器电路的设计), 该模块主要产生2.4.8、16分频的时钟信号;2.多路选择器:在VHDL中多路选择器为组合逻辑, 可以有多种实现方法, 在这里主要选用了case语句来实现。
该模块的作用是从分频器中根据Sel信号选择适当的时钟信号;3.时钟控制器:该模块比较复杂, 主要实现功能是实现一个24小时的计时。
当时间为00:00:59的时候下一个时钟到来时状态的跳变为00:01:00, 计时中多数计数为加1操作, 有几个特殊状态需要重点考虑:当时间产生分进数时, 譬如上例。
当时间产生时进数时, 譬如00:01:59时刻的下一个状态为00:02:00;当时间产生时进数时, 譬如00:59:59是个的下一个状态为01:00:00。
当时间产生天进数时, 譬如23:59:59的下一个状态为00:00:00。
四、仿真要求:1、本次试验的结果全部采用功能仿真分析:在结果图中能够看到让复位信号rst为有效的情况下, 所有的输出为00:00:00;2.当频率选择输出分别为”00”、”01”、”10”、”11”时秒为的进数分别包含2.4.8、16倍clk_in的时钟周期;3.可以看到完整的计时周期00:00:00->23:59:59->00:00:00。
VHDL数字电路课程实验报告
VHDL数字电路课程实验报告实验一8分频器一、实验要求:分别用信号量和变量实现八分频器二、实验过程:1、代码:8分频器vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity freq_divider isport(clk: in std_logic;out1, out2: buffer bit);end freq_divider;architecture example of freq_divider issignal count1: integer range 0 to 7;beginprocess(clk)variable count2: integer range 0 to 7;beginif(clk'event and clk='1') thencount1<=count1+1;count2:=count2+1;if(count1=3) thenout1<=not out1;count1<=0;end if;if(count2=4) thenout2<=not out2;count2:=0;end if;end if;end process;end example;八分频器tbLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY fd_tb isEND fd_tb;architecture behavior of fd_tb iscomponent freq_dividerport(clk:IN STD_LOGIC;out1, out2: buffer bit);end component;signal clk:std_logic;signal out1,out2:bit;beginu1: freq_divider port map(clk,out1,out2);processbeginclk<='0';wait for 50 ns;loopclk<=not clk;wait for 25 ns;end loop;end process;end behavior;2、结果图:实验二实现例8.6一、实验要求:电路只有一个输入时钟信号,输出信号在适中的两个边沿都会发生变化二、实验内容:1、代码信号发生器vhdENTITY signal_gen ISPORT (clk: IN BIT;outp: OUT BIT);END signal_gen;ARCHITECTURE fsm OF signal_gen ISTYPE state IS (one, two, three);SIGNAL pr_state1, nx_state1: state;SIGNAL pr_state2, nx_state2: state;SIGNAL out1, out2: BIT;BEGINPROCESS(clk)BEGINIF (clk'EVENT AND clk = '1') THENpr_state1 <= nx_state1;END IF;END PROCESS;PROCESS (clk)BEGINIF (clk'EVENT AND clk = '0') THENpr_state2 <= nx_state2;END IF;END PROCESS;PROCESS (pr_state1)BEGINCASE pr_state1 ISWHEN one =>out1 <= '0';nx_state1 <= two;WHEN two =>out1 <= '1';nx_state1 <= three;WHEN three =>out1 <= '1';nx_state1 <= one;END CASE;END PROCESS;PROCESS (pr_state2)BEGINCASE pr_state2 ISWHEN one =>out2 <= '1';nx_state2 <= two;WHEN two =>out2 <= '0';nx_state2 <= three;WHEN three =>out2 <= '1';nx_state2 <= one;END CASE;END PROCESS;outp <= out1 AND out2;END fsm;信号发生器tbentity tb_fsm isend tb_fsm;architecture behavior of tb_fsm is component signal_gen isport( clk: in bit;outp: out bit);end component;signal clk,outp:bit;beginu1: signal_gen port map(clk,outp); processbeginclk<='0';wait for 20 ns;loopclk<=not clk;wait for 10 ns;end loop;end process;end behavior;2、结果图实验三常数比较器一、实验要求常数比较器,用于比较的变量位宽应大于等于常数二、实验内容1、代码常数比较器vhdLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;entity compare isport(b: in integer range 0 to 15;x1,x2,x3: out std_logic);end compare;architecture compare of compare isconstant a: integer:=10;beginx1<='1' when a>b else '0';x2<='1' when a=b else '0';x3<='1' when a<b else '0';end compare;常数比较器tbLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;entity tb_compare isend tb_compare;architecture behavior of tb_compare iscomponent compareport(b: in integer range 0 to 15;x1,x2,x3: out std_logic);end component;signal b: integer;signal x1,x2,x3: std_logic;beginu1: compare port map(b, x1,x2,x3);processbeginb<=5; wait for 10 ns;b<=8; wait for 10 ns;b<=10; wait for 10 ns;b<=13; wait for 10 ns; b<=10; wait for 10 ns; b<=3; wait for 10 ns; end process;end behavior;2、结果图实验四序列检测器一、实验要求序列检测’1001’弱检测到,输出‘1‘,否则输出’0‘二、实验内容1、状态图2、代码序列检测器vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity string_detector isport(datain,clk: in bit;q: out bit);end string_detector;architecture sd of string_detector istype state is (zero, one, two, three, four);signal pr_state, nx_state: state;beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1') thenpr_state<=nx_state;end if;end process;process(datain, pr_state)begincase pr_state iswhen zero=>q<='0';if(datain='1') then nx_state<=one;else nx_state<=zero;end if;when one=>q<='0';if(datain='0') then nx_state<=two;else nx_state<=zero;end if;when two=>q<='0';if(datain='0') then nx_state<=three;else nx_state<=zero;end if;when three=>q<='0';if(datain='1') then nx_state<=four;else nx_state<=zero;end if;when four=>q<='1';nx_state<=zero;end case;end process;end sd;序列检测器tb------------------------------------------------------------------ library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;------------------------------------------------------------------ entity testBench isend testBench;------------------------------------------------------------------architecture test of testBench iscomponent string_detector isport(datain,clk: in bit;q: out bit);end component;signal datain,clk:bit;signal q:bit;beginSD: string_detector port map(datain,clk,q);processbeginfor i in 0 to 100 loopclk<='0';wait for 10 ns;clk<='1';wait for 10 ns;end loop;end process;processbegindin<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;end process;end test;3、结果图。
vhdl课程设计设计模为 4、8、12、16的可变计数器实验报告总结
VHDL课程设计 - 可变计数器实验报告总结
一、设计概述
本课程设计的主要目标是设计并实现一个可变计数器,其模(Modulo)值可以在4、8、12、16之间进行选择。
计数器采用VHDL编程语言进行描述,并在FPGA开发板上进行测试验证。
二、设计实现
1. 硬件平台:我们选择了Xilinx的FPGA开发板作为硬件平台,它具有丰富的I/O资源和足够的逻辑单元,可以满足我们的设计需求。
2. VHDL编程:我们采用VHDL语言进行编程,实现了模4、模8、模12和模16的可变计数器。
通过选择不同的计数模式,计数器的模值可以在4、8、12、16之间进行切换。
3. 测试与验证:为了验证计数器的功能,我们编写了测试平台,并通过仿真和实际硬件测试对计数器进行了全面的测试。
三、实验结果与分析
1. 实验结果:通过仿真和实际硬件测试,我们验证了计数器的
功能正确性。
在不同的模值下,计数器都能正确地进行计数操作,并且在达到模值后能正确地回绕到0。
2. 结果分析:实验结果表明,我们的VHDL编程和FPGA开发技能得到了很好的应用和提升。
同时,通过这次课程设计,我们更深入地理解了可变计数器的设计和实现原理,提高了我们的硬件设计能力。
四、总结与展望
本次课程设计让我们深入了解了VHDL编程语言和FPGA开发技术,提高了我们的硬件设计能力。
通过实际的设计和测试,我们成功地实现了一个可变模值的计数器,达到了课程设计的要求。
在未来的学习和工作中,我们将继续深入学习FPGA设计和VHDL编程,不断提高自己的硬件设计能力。
同时,我们也期待将这种技术应用于更多的实际项目中,为工程实践做出贡献。
vhdl全加器实验报告
vhdl全加器实验报告VHDL全加器实验报告引言:在数字电路设计领域,全加器是一种基本的逻辑电路。
它用于将两个二进制数相加,并产生相应的和与进位输出。
在本次实验中,我们将使用VHDL语言设计和模拟一个全加器电路,并通过实验验证其功能和正确性。
一、实验目的本实验的目的是通过设计和模拟一个VHDL全加器电路,加深对数字电路和VHDL语言的理解。
具体目标如下:1. 学习并掌握全加器的原理和电路结构;2. 掌握VHDL语言的基本语法和使用方法;3. 设计和模拟一个全加器电路,并验证其正确性;4. 分析和评估全加器电路的性能和优化方法。
二、全加器的原理和电路结构全加器是一种用于二进制加法的逻辑电路。
它接受两个输入位和一个进位输入位,并产生一个和输出位和一个进位输出位。
全加器的电路结构通常由两个半加器和一个或门组成。
半加器用于计算两个输入位的和,而或门用于计算进位输出位。
三、VHDL语言的基本语法和使用方法VHDL是一种硬件描述语言,用于描述和模拟数字电路。
它具有丰富的语法和功能,可以方便地进行电路设计和仿真。
VHDL语言的基本语法包括实体声明、端口声明、信号声明、过程声明等。
在本次实验中,我们将使用VHDL语言来描述和模拟全加器电路。
四、全加器电路的设计和模拟在本次实验中,我们将使用VHDL语言设计和模拟一个4位全加器电路。
首先,我们需要定义输入和输出信号,并声明全加器的实体和端口。
接下来,我们可以使用VHDL语言描述全加器的逻辑电路,包括半加器和或门的连接关系。
最后,我们可以使用仿真工具对全加器电路进行模拟,并观察输出结果。
五、全加器电路的验证和性能评估在模拟过程中,我们可以通过输入不同的二进制数来验证全加器电路的正确性。
我们可以逐个比较输入和输出的二进制数,并检查和进位输出是否与预期结果一致。
如果全加器电路能够正确地计算和输出结果,则说明设计和模拟过程是正确的。
此外,我们还可以评估全加器电路的性能和优化方法。
vhdl计数器实验报告
vhdl计数器实验报告《VHDL计数器实验报告》摘要:本实验利用VHDL语言设计了一个简单的计数器电路,并通过FPGA实现了该计数器。
实验结果表明,VHDL计数器能够准确地实现计数功能,具有较高的稳定性和可靠性。
引言:计数器是数字电路中常见的一种基本电路,用于实现对输入信号的计数和统计。
在本次实验中,我们利用VHDL语言设计了一个简单的计数器电路,并通过FPGA实现了该计数器。
本实验旨在通过实际操作和观察,加深对VHDL语言和计数器电路的理解,提高实验者的实际动手能力和问题解决能力。
实验内容:1. VHDL语言设计计数器电路2. 在FPGA上实现计数器电路3. 调试和测试计数器电路实验步骤:1. 设计计数器电路的VHDL代码,包括计数器的输入输出端口、计数器的计数规则和状态转换规则等。
2. 将VHDL代码综合成逻辑门电路,并下载到FPGA开发板上。
3. 运行FPGA开发板,观察计数器电路的工作情况,调试和测试计数器电路。
实验结果:经过实验,我们成功设计了一个简单的4位二进制计数器,能够准确地实现计数功能。
在FPGA开发板上实现该计数器电路后,我们观察到计数器能够按照预期的规则进行计数,并且在每个计数值上能够稳定地输出正确的结果。
在不同的输入条件下,计数器电路都能够正常工作,具有较高的稳定性和可靠性。
结论:通过本次实验,我们深入了解了VHDL语言的基本语法和计数器电路的设计原理,掌握了VHDL语言设计数字电路的方法和技巧。
同时,我们通过实际操作和观察,加深了对计数器电路的理解,提高了实际动手能力和问题解决能力。
本次实验取得了良好的实验效果,为今后的数字电路实验和项目设计奠定了良好的基础。
VHDL实验报告
西安电子科技大学实验报告班级:学号:姓名:地点: EⅡ-505 批次:第二批时间:星期五下午、晚上实验一3-8译码器电路设计实验(一)实验名称:3-8译码器电路设计(二)实验目的:1)掌握ISE开发工具的使用,掌握FPGA开发的基本步骤;2)掌握组合逻辑电路设计的一般方法;3)掌握程序下载方法,了解UCF文件的格式;4)初步了解开发板资源,掌握开发板使用方法。
重点了解滑动开关和LED显示灯的使用方法。
5)理解并掌握VHDL程序的结构,掌握输入输出端口的含义;(三)实验内容:(1)用VHDL实现3-8译码器模块译码器电路如图3-1所示。
其功能如表3-1所示。
试用VHDL完成该译码器的设计,并在开发图3-1 74x138 3-8译码器板上进行检验。
(2)将程序下载到FPGA并进行检验●资源使用要求:⏹用滑动开关SW0~SW4作为输入A,B,C,G1;⏹滑动开关BTN_EAST,BTN_WEST作为控制端G2A,G2B;⏹8个LED灯表示8个输出。
●检验方法:当SW0处于OFF(G1=1)或者SW1处于ON(G2A=1)或者SW2处于ON(G2B=1)位置时,所有LED灯灭;当SW0处于ON(G1=1),且BTN_EAST,BTN_WEST均处于OFF状态时,反映当前输入的译码输出在LED灯上显示,即当输入为000(滑动开关SW0-SW2处于OFF状态),LED0亮,其它灯灭,等等。
(四)实验步骤:1)启动ISE,新建工程文件,编写3-8译码器的VHDL模块;2)新建UCF文件,输入位置约束;3)完成综合、实现,生成下载文件;4)连接开发板USB下载线,开启开发板电源;5)下载到FPGA;6)拨动开关,验证结果是否正确。
(五)实验代码:entity decode38 isPort ( A : in STD_LOGIC;B : in STD_LOGIC;C : in STD_LOGIC;G1 : in STD_LOGIC;G2A : in STD_LOGIC;G2B : in STD_LOGIC;Y : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));end decode38;architecture Behavioral of decode38 issignal din: std_logic_vector(2 downto 0);begindin <= C&B&A;PROCESS(din,G1,G2A,G2B)beginif (G1='1' AND G2A='0' AND G2B='0') THENcase din iswhen "000" => Y<="00000001";when "001" => Y<="00000010";when "010" => Y<="00000100";when "011" => Y<="00001000";when "100" => Y<="00010000";when "101" => Y<="00100000";when "110" => Y<="01000000";when "111" => Y<="10000000";when others => Y<="00000000";end case;elsif(G1='0' OR G2A='1' OR G2B='1')THENY <= "00000000";elsenull;end if;end process;end Behavioral;约束性文件NET "A" LOC = "L13" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLUP;NET "B" LOC = "L14" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLUP;NET "C" LOC = "H18" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLUP;NET "G1" LOC = "N17" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLUP;NET "Y<7>" LOC = "F9" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<6>" LOC = "E9" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<5>" LOC = "D11" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<4>" LOC = "C11" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<3>" LOC = "F11" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<2>" LOC = "E11" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<1>" LOC = "E12" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8; NET "Y<0>" LOC = "F12" | IOSTANDARD = LVTTL | SLEW = SLOW | DRIVE = 8;NET "G2A" LOC = "H13" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLdown;NET "G2B" LOC = "D18" | IOSTANDARD = LVTTL | PULLdown;实验二可逆计数器设计实验(一)实验名称:八位可逆计数器电路设计(二)实验目的:1)进一步熟练ISE 开发工具,巩固FPGA 开发的基本步骤; 2)掌握设计仿真方法;3)掌握时序逻辑电路设计的一般方法,掌握时钟分频程序设计方法; 4)理解VHDL 的层次结构设计,掌握原理图输入方法; 5)巩固程序下载方法;6)了解开发板时钟资源,以及时钟分频方法。
【实验】VHDL实验报告
【关键字】实验项目一数据选择器一、实验与设计要求1.熟悉MAX+PLUS II的编译环境,掌握该集成环境各个菜单项的使用;2.了解MAX+PLUSII的VHDL程序设计输入方法,初步了解该软件的仿真环境;3.初步运用VHDL编程,体会硬件描述语言的先进性;4.理解VHDL语言的并发执行的特点;5.熟悉VHDL语法6. 按照如下图示,设计一个四路的数据选择器,该电路能将四组不同的数据有选择的输出,每一组数据的宽度为4,输出那一组数据由选择开关决定,如下表:AB QCDS0S1二、实验与设计方法1.加入MAX+PLUSII软件之前,在E盘上新建一个工作目录\lyung。
2.加入MAX+PLUSII文本编辑器,编写VHDL程序,并保存文件至\lyung\mux41.vhd:3. 将工程指向当前文件并编译当前文件。
4. 建立波形仿真文件,设置输入、输出端口及输入端口的信号波形,保存波形仿真文件。
5. 加入仿真器工作环境,查看波形仿真结果。
6. 选择器件, 为电路端口分配FPGA器件引脚。
7. 进行第二次编译(包括逻辑综合和器件工艺映射),生成目标文件(*.sof等)。
8.将目标文件下载至FPGA器件。
9.在实验台上进行实际操作,验证设计的正确性。
三、实验与设计结果通过实验,初步熟悉了MAX+PLUS II的编译环境,并掌握该集成环境各个菜单项的使用。
实验过程中,了解了MAX+PLUSII的VHDL程序设计输入方法,初步运用VHDL编程,成功的按照实验要求设计了程序的VHDL源码(见附件1),熟悉了VHDL语法,理解了VHDL语言的并发执行的特点;并进行了仿真实验(仿真实验截图见图4-1),初步了解该软件的仿真环境,并成功的将文件烧入实验平台,成功通过了测试(实验平台截图见图4-2)。
四、程序源码及实验截图4-0、VHDL源码如下:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY mux41 ISPORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);s1,s0: IN STD_LOGIC;q: OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0));END mux41;ARCHITECTURE behave OF mux41 ISSIGNAL sel: STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);BEGINsel <= s1 & s0;q<= a WHEN sel="00" ELSEb WHEN sel="01" ELSEc WHEN sel="10" ELSEd WHEN sel="11" ELSE"XXXX";END behave ;图 4-2 实验平台实验项目二三—八译码器一、实验与设计要求1.掌握组合逻辑电路的设计的一般步骤和方法;2.掌握一般电路设计要求及其设计知识;3. 设计一个3-8译码器,此电路有三个输入端(A,B,C),八个输出端D[7··0];当输入为为不同的值(0~7)时,只有对应的输出端才有输出;如下图所示:Y7二、实验与设计方法1.建立真值表2. 编写VHDL语言程序3. 将工程指向当前文件并编译当前文件。
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实验一4选一多路选择器一:实验目的及实验环境目的1、熟悉ModelSim SE 6.5c的verilog 的文本设计流程,组合电路的设计、仿真和测试。
2、用verilog语言完成设计4选一多路选择器。
3、熟悉文本输入及仿真步骤。
4、初步了解可编程器件设计的全过程。
环境1、P C 机一台2、M odelSim SE 6.5c二. 实验内容1、用verilog语言完成设计4选一多路选择器,2、用结构建模及数据流建模两种方法实现。
3、对于所设计的程序进行编译,检查纠错。
4、程序完善之后进行程序的仿真并进行波形的记录与分析三.实验步骤1、建立工程2、添加文件到工程3、编译文件4、查看编译后的设计单元5、将信号加入波形窗口6、运行仿真四.运行结果五.总结本次实验让我更加的熟悉modelsim使用方法,以及使用时应该注意的问题。
在试验中也学习到了Verilog语法。
在实验中我们应该注意verilog的格式要求,在用编程语言编程的时候,要自习留意语法标准,整理好逻辑思维的同时保证格式的正确。
否则就会浪费大量的时间来完成实验。
试验开始到结束这一过程中,我遇到了很多困难,后来都在同学的提醒和帮助下克服了。
相信有了这次对这个语言和这个软件的接触,我们都有了更加深入的理解。
六.源代码module mux41(a,b,c,d,s1,s0,out);input[1:0] a,b,c,d;input s1,s0;output[1:0] out;reg[1:0] out;always @(a or b or c or d or s1 or s0)begin :mux41case({s1,s0})2'b00: out<=a;2'b01: out<=b;2'b10: out<=c;2'b11: out<=d;default: out=a;endcaseendendmodulemodule sti;reg[1:0] a,b,c,d;reg s0,s1;wire[1:0] out;mux41 dtg(a,b,c,d,s0,s1,out);initialbegina=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=0;s1=0;#100 a=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=0;s1=1;#100 a=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=1;s1=0;#100 a=3'd0;b=3'd1;c=3'd2;d=3'd3;s0=1;s1=1;endendmodule实验二、Verilog HDL设计分频器及计数器一.实验目的及实验环境1)实验目的1、掌握较复杂数字电路或系统的纯Verilog HDL实现方法;2、体会纯Verilog HDL语言输入设计与原理图输入设计的差别;3、更加熟练的使用modelsim软件;2)实验环境计算机一台,使用modelsim软件进行实验仿真3)实验内容1、使用modelsim设计二分频器;2、使用modelsim设计模8计数器;三.测试数据及运行结果1、分频器正常测试数据(3组)及运行结果;2、计数器正常测试数据(3组)及运行结果通过本次实验,进一步熟悉并加深了对verilong语言的认识,初步运用并熟悉了整个程序及操作,加深对分频器的理解。
通过这次实验我更加熟悉了verilong 这门语言并能使用modelsim软件能自己设计编写一些程序和其测试文件,并将测试结果输出,验证理论的学习,加深理论知识的理解,这样可以更直观形象的理解各种电路器件的工作,有助于今后的学习。
六.附录:源代码(电子版)分频器源代码always @(posedge clk_in or negedge rst)beginif(!rst)clk_out<=0;elseclk_out<=~clk_out;module half_clk_dai(clk_in,rst,clk_out);input clk_in;input rst;output clk_out;reg clk_out;always @(posedge clk_in or negedge rst)beginif(!rst)clk_out<=0;elseclk_out<=~clk_out;endendmodule测试代码module half_clk_top;reg clk_in;reg rst;wire clk_out;half_clk_dai m2(clk_in,rst,clk_out);initialbeginclk_in=1;#10rst=0;#10rst=1;endalways #200 clk_in=~clk_in;Endmodule计数器的源代码module counter_8(clock,clear,q);input clock,clear;output[2:0] q;reg[2:0] q;always @(posedge clock or negedge clear)beginif(clear)q<=0;else if(q<=7)q<= q+1;else q<=0;endendmodule测试代码module test_counter8;reg clk,clr;wire[2:0] q;counter_8 counter(.clock(clk),.clear(clr),.q(q));initial clk = 0;always #100 clk = ~clk;initialbeginclr = 0;#50 clr = 1;#200 clr = 0;#50 clr = 1;end initial$monitor($time,"clear = %b,clock= %b,q=%b",clr,clk,q); endmodule实验三(1)2-ASK(振幅键控)调制器一. 实验目的及实验环境 1)实验目的1、掌握较复杂数字电路或系统的纯Verilog HDL 实现方法;2、体会纯Verilog HDL 语言输入设计与原理图输入设计的差别;3、更加熟练的使用modelsim 软件; 2)实验环境计算机一台,使用modelsim 软件进行实验仿真 3)实验内容设计2-ASK(振幅键控)调制器 二.测试数据及运行结果三.总结这次实验也是使用modelsim 软件,对这个软件运用方面还是不够熟练,总是会在某个方面不理解,之后经过慢慢的尝试,同时摸索终于可以使用了。
在程序编写方面,这个程序和C 语言很类似,所以在编写程序方面可以借鉴的,但是verilong 要自己编写激励来测试。
在写程序和仿真犯了不少错误,程序代码还经常出现语法错误,仿真时时间长度也没设置好以致造成不少错误。
四.附录:源代码调制器源代码module t_ask; reg clk,in; wire out; initial beginin=0; clk=0; endalways #2 clk=~clk; always #50 in=~in;two_ask my(.clk(clk),.in(in),.out(out)); Endmodule测试码module two_ask(clk,in,out); input clk,in; output out;assign out= in & clk; endmodule实验三(2)2-ASK(振幅键控)解调器一. 实验目的及实验环境1)实验目的1.设计实现一个根据输入,将时钟信号进行分频或者计数;2.掌握分频及计数器类型模块的Verilog 描述方法;3.学习设计仿真工具的使用方法;4.学习层次化设计方法; 2) 实验环境Pc 机一台,使用modelsim 软件进行实验仿真 二.实验内容2-ASK(振幅键控)解调器设计 三.测试数据及运行结果四.总结本次实验是进行2-ASK (振幅键控)调制器设计,让我在前几次实验的基础上更加的了解了modelsim 软件的使用方法,以及使用时应注意的问题。
在实验中又一次深入一层的学习到了语法,通过这次实验,我们都能熟练的使用modelsim 进行仿真,只是编写代码的时候会有困难,不过经过练习我们总会掌握的。
五.附录:源代码: module dm2(out,in,rst,clk); output out; input in,rst,clk; reg out; reg [3:0] m; reg [3:0] count; always @ (posedge in or negedge rst)beginif(!rst)beginm<=0;endelsebeginif(count==4'b1001)beginm<=0;endelsebeginm<=m+1;endendendalways @ (posedge clk or negedge rst)beginif(!rst)begincount<=0;m<=0;out<=0;endelseif(count==4'b1001)beginif(m<=4'b101)beginout<=0;end elsebeginout<=1;endcount<=0;m<=0;endelsebegincount<=count+1;endendendmodule测试代码:module t_dm2;reg clk,rst,in_s;wire out;dm2 mt(out,in,rst,clk);assign in=in_s & clk;always #10 clk=~clk;always #200 in_s=~in_s;initialbeginclk=0;in_s=0;rst=1;#2 rst=0;#2 rst=1;endendmodule指导教师评语:实验成绩:指导(辅导)教师 :。