EDA实验二___4选1多路选择器设计实验
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多路选择器设计实验
一、实验目的
进一步熟悉QuartusII的VHDL文本设计流程、组合电路的设计仿真和测试。
二、实验内容
实验内容一:根据以下流程,利用QuartusII完成四选一多路选择器的文本编辑输入和仿真测试等步骤,给出仿真波形。
实验内容二:在试验系统上硬件测试,验证此设计的功能。对于引脚锁定以及硬件下载测试。输出信号接蜂鸣器。最后进行编译、下载和硬件测试实验(通过选择键1、键2,控制S0,S1,可使蜂鸣器输出不同音调)。
实验内容三:对VHDL不同描述方式的四选一多路选择器进行硬件实验,比较他们的特性。
三、程序设计
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY mux41a IS
PORT (a,b,c,d,s0,s1:IN STD_LOGIC; --输入信号
y:OUT STD_LOGIC); --输出信号
END ENTITY mux41a;
ARCHITECTURE one OF mux41a IS
SIGNAL S:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);
BEGIN
S<=s0&s1; --并置操作,获得二维矢量数据类型
PROCESS(s0,s1,a,b,c,d) --敏感信号
BEGIN
CASE S IS
WHEN"00"=> y<=a;
WHEN"01"=> y<=b;
WHEN"10"=> y<=c;
WHEN"11"=> y<=d;
WHEN OTHERS=>NULL; --其它情况为空值
END CASE; --CASE语句结束
END PROCESS; --PROCESS进程语句结束
END ARCHITECTURE one;
四、程序分析
程序分析:四选一多路选择器设计时,定义输入S为标准以内漏记为STD_LOGIC,输出的信号y的数据类型定义为2位标准逻辑矢量位STD_LOGIC_VECTOR( 1 DOWNTO 0 ).使用LIBRATY语句和USE语句,来打开IEEE库的程序包STD_LOGIC_1164.ALL。当输入信号时,程序按照输入的指令来选择输出,例如输入信号为“00”时,将a的值给y,进而输出y的值,输入信号为“11”是,将a的值给y,进而输出y的值。若输入信号是已经定义的四个信号之外的值时(即当IF条件语句不满足时),输出值为x,并将x的值给输出信号z。这样即可实现四选一数据选择的功能。
五、波形仿真
分析:从上图时序仿真可以看出:s1s2=“00”时,输出Y=a;
s1s2=“01”时,输出Y=b;
s1s2=“10”时,输出Y=c;
s1s2=“11’时,输出Y=d;