课本P28-49
第四讲重点：
1. 掌握VHDL程序结构。
2．初步掌握VHDL语言的实体和结构体的描述。（P30_P32）
练习四：
1、写出3输入与非门的实体和结构体的VHDL语言描述。
（要求：输入信号为a，b，c；输出信号为y）
2、写出二选一多路选择器的VHDL语言描述。
3、写出半加器电路的实体和结构体的VHDL语言描述。
例题参考：用VHDL语言描述下面电路的实体和结构体
LIBRARY IEEE;--打开IEEE库
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;--使用IEEE库里的STD_LOGIC_1164程序包ENTITY lx1 IS
PORT (a, b,C: IN STD_LOGIC;
y: OUT STD_LOGIC);
END lx1;
ARCHITECTURE one OF lx1 IS
SIGNAL S1,S2:STD_LOGIC;--定义信号S1，S2
BEGIN
S1<= NOT(A AND B); A和B相与非，赋值给S1信号
S2<= (NOT B) AND C; B’和C相与，赋值给S2信号Y<= NOT(S1 OR S2);
END one;
EDA实验报告 学生姓名：asfmla;m 学号：eafvpa[cv专业班级：电子3班 组合电路设计 一、实验目的 熟悉quartusⅡ的VHDL文本设计全过程，学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真。 二、实验内容 实验内容：首先利用quartusⅡ完成2选1多路选择器（例4-3）的文本编译输入（mux21a.vhd）和仿真测试等步骤，最后在实验系统上硬件测试，验证此设计的功能。将此多路选择器看成一个元件mux21a，利用元件例化语句描述成三选一，然后进行编译、综合、仿真。引脚锁定以及硬件下载测试。建议选实验电路模式5，用键1（PIO0）控制s0；用键2（PIO1）控制s1；a3、a2和a1分别接clock5、clock0和clock2；输出信号outy仍接扬声器spker。通过短路帽选择clock0接256HZ信号，clock5接1024HZ信号，clock2接8HZ信号。最后选行编译、下载和硬件测试实验。 三、实验器材 Quartus II软件。 四、设计思路/原理图 五、实验程序 实验内容1：二选一： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity mux21a is port(a,b: in std_logic; s: in std_logic; y: out std_logic); end entity; architecture dataflow of mux21a is begin
y<=a when s='0' else b; end architecture; 实验内容2：三选一 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity mux31a is port(a1,a2,a3: in std_logic; s0,s1: in std_logic; outy: out std_logic); end entity mux31a; architecture m31a of mux31a is component mux21a port( a,b: in std_logic; s: in std_logic; y: out std_logic); end component; signal tmp: std_logic; begin u1: mux21a port map(a=>a2,b=>a3,s=>s0,y=>tmp); u2: mux21a port map(a=>a1,b=>tmp,s=>s1,y=>outy); end architecture; 六、实验步骤 在E盘新建一个文件夹，用于存放工程。打开quartus，新建工程，然后选择新建VHDL 文件，命名为mux21a。在VHDL编辑窗口中输入实验程序后，进行编译、仿真；在实验一的基础上，新建VHDL文件，命名为mux31a。在VHDL编辑窗口中输入实验程序后，进行编译、综合、仿真；最后进行硬件测试。 七、仿真波形分析 二选一波形： 分析：当s=0时，y=a；当s=1时，y=b。 三选一综合图形及其波形
1.4’b1001<<2=（6‘b100100），4’b1001>>2=（4’b0010 ）。 2、完整的条件语句将产生（组合逻辑电路）电路，不完整的条件语句将产生（时序逻辑电路）电路。 3、用EDA技术进行电子系统设计的目标是最终完成（专用集成电路ASIC）的设计。 4、可编程器件分为（现场可编程列阵FPGA）和（复杂可编程逻辑器件 PLD） 5、系统函数和任务函数的首字符标志为（$），预编译指令首字符标志为（#）。 6、一个基本的Verilog-HDL程序由（Verilog-HDL ）模块构成。 7、EDA技术在应用设计领域主要包含哪四个方面的内容（HDL）、（PLD ）、（ EDA工具软件）、（EDA开发系统） 8、EDA技术的基本特征主要有哪5个方面：（自顶向下的设计方法）、（采用硬件描述语言）、（高层综合和优化）.（并行工程）、（开放性和标准化） 9、当前最流行的并成为IEEE标准的硬件描语言是（ VHDI ）和（ Verilog-HDL） 10、一个完整的Verilog-HDL设计模块包括：（模块关键字和模块名）、（端口列表）、（端口定义）、（功能描述）这4部分。 11Verilog-HDL模块的I/O端口声明用来声明模块端口定义中各端口数据流动方向，包括（输入端口）、（输出端口）、和（双向端口） 12、Verilog-HDL语言的三种常用的模型描述方法为（行为描述）、（数据描述）和（结构描述） 13、Verilog-HDL的数值集合由哪四种基本的值组成（ 0）、（1 ）、 x）、( z ） 14、10’hxf=（ 10’xxxxxx1111 ） 10’hzf=（ 10’zzzzzz1111 ） 15、若a=5’b10x01,b=5’b10x01,则a= =b的结果为（ X ）、a= = =b的结果为（ 1 ） 16、Wire[15:0] wire-b表示连线宽度为（16 ）位，其最高位为（15），最低位为（0）。 17、若A=5’b11011,B=5’b10101,则有&A=(0）|B=（1） ~A=（5’b00100）A&B(5’b10001) 18、若A=8’b1000_0100则A<<3的结果为（11’b10000100000）A>>3的结果为（8’b00010000） 19、对于Verilog-HDL语言中的关键字，在建模时都必须（小）写。 20、if(a) out1<=int1; else out1<=int2;当a= （1）执行out1<=int1 ；当a=（0）执行out1<=int2 二、选择题： 21、在verilog语言中整型数据与（ C ）位寄存器数据在实际意义上是相同的。 A、8 B、16 C、32 D、64 22、大规模可编程器件主要有FPGA、CPLD两类，下列对FPGA结构与工作原理的描述中，正确的是（ C ）。 A．FPGA全称为复杂可编程逻辑器件； B．FPGA是基于乘积项结构的可编程逻辑器件； C．基于SRAM的FPGA器件，在每次上电后必须进行一次配置； D．在Altera公司生产的器件中，MAX7000系列属FPGA结构。 23. 子系统设计优化，主要考虑提高资源利用率减少功耗（即面积优化），以及提高运行速度（即速度优化）；指出下列哪些方法是面积优化（ B ）。 ①流水线设计②资源共享③逻辑优化④串行化 ⑤寄存器配平⑥关键路径法 A．①③⑤B．②③④C．②⑤⑥D．①④⑥ 24、下列标识符中，（A）是不合法的标识符。 A、9moon B、State0 C、Not_Ack_0 D、signall 25、下列语句中，不属于并行语句的是：（D ） A、过程语句 B、assign语句 C、元件例化语句 D、case语句 26、在verilog中，下列语句哪个不是分支语句？（ D ） A.if-else B、case C、casez D、repeat 27、下列标示符哪些是合法的（ B ） A、$time B、_date C、8sum D、mux# 28、如果线网类型变量说明后未赋值，起缺省值是（ D ） A、x B、1 C、0 D、z 29、现网中的值被解释为无符号数。在连续赋值语句中，assign addr[3:0]=-3;addr被赋予的值是（A ）
课程设计任务书 学生姓名：助人为乐专业班级：不计得失 指导教师：一定过工作单位：信息工程学院 题目: 二输入数据选择器版图设计 初始条件： 计算机、ORCAD软件、L-EDIT软件 要求完成的主要任务: 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习ORCAD软件、L-EDIT软件软件。 （2）设计一个二输入数据选择器电路。 （3）利用ORCAD软件、L-EDIT软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2013.11.22布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。 2013.11.25-11.27学习ORCAD软件、L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2013.11.28-12.5对二输入数据选择器电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2013.12.6提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1.绪论 (2) 2.软件简介 (3) 2.1Cadence简介 (3) 2.2L-edit简介 (3) 3.二输入多路选择器电路设计及仿真 (4) 3.1数据选择器原理 (4) 3.2电路原理图的绘制 (5) 3.3电路图仿真 (6) 4.集成电路版图设计 (7) 4.1CMOS数字电路基本单元版图设计 (7) 4.1.1反相器版图设计 (7) 4.1.2与非门版图设计 (8) 4.2整体版图设计 (9) 4.3设计规则的验证及结果 (9) 5.总结 (10) 参考文献 (11)
EDA 技术与应用的二选一选择器 学院名称： 东方学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2007年 4 月24日 JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科课程设计（论文）
二选一选择器 一.设计目的 1.学习VHDL编程； 2.进一步熟悉实验箱电路； 二.设计指标及功能要求 设计指标： （1）对所设计的小系统功能正确分析； （2）基于VHDL语言描述系统的功能； （3）在QUARTUSⅡ环境中编译通过； （4）仿真通过，并得到正确的波形； （5）给出相应设计报告； 功能要求：1.用VHDL语言设计可控加减计数器； 2.至少两层电路，底层有三种元件； 3.使得其执行可控加，减记数； 三.实验步骤 1.建立Light目录，用于存放本实验所建立的文本 2.点击“File New”,在出现的对话框中，选择“VHDL File”进入文本编辑器。 3.输入VHDL语言源文件。 4.点“Save as”，保存该源文件。 5.进行编译，点“start compilation”,若语句有错会有提示，修改后重新编译直到无错误。
6.点“File New”,选择“Vector Waveform File”,建立仿真输入文件. 7.点“End time”,输入终止时间（表示波形长度）.点“light”将所有信号选中或部分选中。点“start simulation”.运行波形，直至正确。 四、电路工作原理 首先，用异或门控制输入端，加一个脉冲信号。在其后方分别加上加法计数器和减法计数器：来一个脉冲，当异或门输出为0时，减法计数器开始工作，当输出为1时，加法计数器工作。这样，利用给异或门加不同的信号来控制加减计数器。 五.各子模块设计与调试过程 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity ora is port(a:in std_logic; b:out std_logic); end entity; architecture one of ora is begin b<=not a; end architecture;
4选1数据选择器实例
4选1数据选择器实例1 sel(1)sel(0)out 00in0 01in1 10in2 11in3 MUX sel(1) sel(0) out in0in1in2in3
module mux4_1(out,in0,in1,in2,in3,sel); output out; input in0,in1,in2,in3; input[1:0] sel; reg out; always @(in0 or in1 or in2 or in3 or sel) case(sel) 2'b00: out=in0; 2'b01: out=in1; 2'b10: out=in2; 2'b11: out=in3; default: out=1'bx; endcase endmodule 矢量类型 4选1数据选择器实例1 case (表达式) 选项值1: 语句1； 选项值2: 语句2； 选项值3: 语句3； … default: 缺省语句 endcase <位长度><'进制符号><数字及a到f（十六进制）> sel(1)sel(0)out 00in0 01in1 10in2 11in3
Verilog中数的表示方法 <位长度><'进制符号><数字及a到f（十六进制）> 3 'b101 //3位二进制数 5 ' D3//5位十进制数 12 ' h x//12位不确定数 16 ' o z//16位高阻态 16 ' b1001_0110_1111_zzzz //16位二进制数 ' h 123F//无位长度的十六进制数 ' o 123 //无位长度的八进制数
4选1多路选择器的VHDL描述 要求：THEN语句和CASE语句实现4选1多路选择器，其中选择控制信号s1和s0的数据类型为STD_LOGIC_VECTOR;当s1=?0?,s0=?0?；s1=?0?,s0=?1?；s1=?1?,s0=?0?和s1=?1?,s0=?1?时,分别执行y<=a、y<=b、y<=c、y<=d。 一、解法1：用IF_THEN语句实现4选1多路选择器 （1）程序： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux41 IS PORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC; s0: IN STD_LOGIC; s1: IN STD_LOGIC; y: OUT STD_LOGIC); END ENTITY mux41; ARCHITECTURE if_mux41 OF mux41 IS SIGNAL s0s1 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--定义标准逻辑位矢量数据BEGIN s0s1<=s1&s0; --s1相并s0,即s1与s0并置操作 PROCESS(s0s1,a,b,c,d) BEGIN IF s0s1 = "00" THEN y <= a; ELSIF s0s1 = "01" THEN y <= b; ELSIF s0s1 = "10" THEN y <= c; ELSE y <= d; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE if_mux41; (2)编译的结果如下：
编译报告： 二、解法2：用CASE语句实现4选1多路选择器（1）程序: LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux41 IS PORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC;
四选一选择器的VHDL程序实现及仿真 一、四选一选择器的基本功能描述 选择器常用于信号的切换，四选一选择器常用于信号的切换，四选一选择器可以用于4路信号的切换。四选一选择器有四个输入端input（0）~ input（3），两个信号选择端a和b及一个信号输出端y。当a、b输入不同的选择信号时，就可以使input（0）~ input（3）中某一个相应的输入信号与输出y端接通。例如，当a=b=“0”时，input （0）就与y接通。 四选一电路的逻辑功能真值表如下图所示： 我们可以根据上面的逻辑真值表，设计四选一电路系统的VHDL 源程序，并进行程序的编译和仿真。 二、编写VHDL源程序 下面为四选一选择器的VHDL源程序： 四选一选择器VHDL源程序如下： LIBRARY IEEE; ***库的调用***
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ***库的调用*** ENTITY mux4 IS ***实体定义*** PORT (input:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); ***输入管脚的定义*** a,b:IN STD_LOGIC; ***输入管脚的定义*** y:OUT STD_LOGIC ); ***输出管脚的定义*** END mux4; ARCHITECTURE rtl OF mux4 IS ***结构的定义*** SIGNAL sel:STD_LOGIC_VECTOR (1 DOWNTO 0); ***信号定义*** BEGIN sel<=b&a; PROCESS (input,sel) ***进程的定义*** BEGIN IF(sel="00") THEN y<=input(0); ELSIF(sel<="01") THEN y<=input(1); ELSIF(sel<="10") THEN y<=input(2); ELSE y<=input(3); END IF; END PROCESS; END rtl; 三、文本文件的编译及仿真全过程 在编辑器中输入并保存了以上四选一选择器的VHDL源程序后就可以对它进行编译了，编译的最终目的是为了生成可以进行仿真、定时分析及下载到可编程器件的相关文件，如*.cnf，*.rpt，*.snf，*.pof 等。 具体编译过程如下： 1、输入完以上全加器的源程序后，进入File/Project子菜单，选择Name 项，在工程名（Project name）对话框中输入mux4.vhd，按OK按钮；再在相同的子菜单中选择Set Project to Current File项； 2、进入MAX+plus Ⅱ菜单，在出现的子菜单中选择Compiler选项，
8选1数据选择器74L S15 1 74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图所示，功能见表。? 选择控制端（地址端）为C～A，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y，G为使能端，低电平有效。 （1）使能端G＝1时，不论C～A状态如何，均无输出（Y＝0，W＝1），多路开关被禁止。838电子（2）使能端G＝0时，多路开关正常工作，根据地址码C、B、A的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Y。 如：CBA＝000，则选择D0数据到输出端，即Y＝D0。新艺图库 如：CBA＝001，则选择D1数据到输出端,即Y＝D1，其余类推。工作原理ab126计算公式大全 74LS151功能表: 在数字系统中，往往要求将并行输出的数据转换成串行输出，用数据选择器很容易完成这种转换。例如将四位的并行数据送到四选一数据选择器的数据端上，然后在A1，A0地址输入端周期性顺序给出00 01 10 11,则在输出端将输出串行数据，不断重复。 数据选择器除了能从多路数据中选择输出信号外，还可以实现并行数据到串行数据的转换，作函数发生器等。 1.逻辑特性 (1) 逻辑功能：从多路输入中选中某一路送至输出端，输出对输入的选择受选择控制量控制。通常，对于一个具有2n路输入和一路输出的多路选择器有n个选择控制变量，控制变量的每种取值组合对应选中一路输入送至输出。 (2) 构成思想: 多路选择器的构成思想相当于一个单刀多掷开关，即 数据选择器的原理 o74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图3－2，功能如表3－1。 选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择 一个需要的数据送到输出端Q，为使能端，低电平有效。
实验一 实验目的： 熟悉quartus的vhdl文本设计流程全过程，学习简单的组合电路的设计，多层次的电路设计，仿真和硬件测试 二、实验内容 内容（一）用vhdl语言设计2选1多路选择器 参考例3-1程序设计如下： library ieee; use mux21a is port (a,b,s:in bit; y: out bit); end entity mux21a; architecture one of mux21a is begin y<=a when s='0' else b; end architecture one 全程编译后软件提示0错误，3警告，可以继续下面仿真操作。 程序分析： 这是一个2选1多路选择器，a和b分别为两个数字输入端的端口名，s为通道选择控制信号输入端的端口名，y为输出端的端口名。 时序仿真及分析： 时序仿真输入图： 时序仿真输出图： 时序分析： 由上面两图可以得知：当s=0时，y口输出a，当s=1时，y口输出b 下载和硬件测试： 引脚锁定图： 程序下载完成后，选择实验电路模式5，通过短路帽选择clock0接256Hz 信号，clock2接8Hz信号。通过键一控制s，当键一进行切换时，明显能听到扬声器发出两种不同音调的声音。 实验内容（二）双二选一多路选择器设计
程序设计： library ieee; use mux21a is port (a,b,s:in bit; y: out bit); end entity mux21a; architecture one of mux21a is begin y<=a when s='0' else b; end architecture one; entity muxk is port (a1,a2,a3,s0,s1:in bit; outy:out bit); end entity muxk; architecture bhv of muxk is component mux21a port (a,b,s:in bit; y:out bit); end component; signal tmp: bit; begin u1:mux21a port map(a=>a2,b=>a3,s=>s0,y=>tmp); u2:mux21a port map(a=>a1,b=>tmp,s=>s1,y=>outy); end architecture bhv; 全程编译后软件提示0错误，2警告 程序分析： 这是一个双2选1多路选择器，a1、a2和a3分别为两个数字输入端的端口名，s0、s1为通道选择控制信号输入端的端口名，outy为输出端的端口名。实体mux21a是一个2选一选通电路，实体muxk是元件的例化，其作用是将两个mux21a组合成一个3选1多路选择器。 时序仿真及分析： 时序仿真输入图 时序仿真输出图 时序分析: 从仿真出来的结果，我们不难发现，s0和s1做为a1、a2、a3的选通控制信号。当s0=0.、s1=0时，outy输出a1；当s0=0.、s1=1时，outy输出a2；当s0=1.、s1=0时，outy输出a1；当s1=1.、s2=1时，outy输出a3； 下载和硬件测试： 引脚锁定图
实验报告 课程名称：FPGA设计及应用 实验项目：设计二选一多路选择器 实验时间：2014年4月1号 实验班级：12电子信息工程X班 指导教师：李XX 二〇〇四年四月十三日
广东技术师范学院实验报告 学院： 电子与信息学院 专业： 电子信息工程 班级： 12电本X 班 成绩： 姓名： 学号： 20120442430 组别： 组员： 实验地点： 工业中心 实验日期： 4.01 指导教师签名： 实验 七 项目名称： 设计二选一多路选择器 一、 实验目的和要求 设计二选一多路选择器：通过简单完整而典型的VHDL 设计，初步了解VHDL 表达和设计电路的方法并对由此而引出的语言对象和语言规则加以有针对性的说明。 二、 实验步骤
1、创建新的工程，步骤如下： 2、创建新的文件 3、用VHDL语言根据实验要求的功能编写代码
4、编译 5、引脚分配 6、链接数据线，下载程序
三、实验源代码 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux21a IS PORT(a,b:IN BIT; s:IN BIT; y:OUT BIT); END; ARCHITECTURE one OF mux21a IS BEGIN y<=a WHEN s='0' ELSE b; END ARCHITECTURE one; 四、实验结果与总结 1、通过本节上机实验，加深了解了VHDL语言现象和语句规律。 2、程序很简单，按照示例程序输入没有什么错误。主要是通过这个简单程序了解了仿真的全过程。 3、实验后基本能从整体上把握VHDL程序的基本结构和设计特点。掌握固定表达句式。
基于FPGA的多路数据采集器的设计 李庭武李本印 （陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳745000） 摘要：数据采集是从一个或多个信号获取对象的过程，它是计算机与外部物理世界连接的桥梁，尤其在恶劣的数据采集环境中得到广泛应用。本课题主要研究利用FPGA把采集到的八路模拟信号电压分别转换成数字信号，在数码管上实时显示电压值，并且与计算机运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。 关键词：FPGA；模数转换；数码显示管；键盘；设计 Design of multi-channel data terminal Based on FPGA Li Tingwu Li Benyin (Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China) Abstract: Data acquisition is a process that access to the object from the one or more signal, it is the bridge between the computer and the external physical world, and especially widely applied in data acquisition in harsh environment . This essay mainly studies on the usage of FPGA to collect the eight analog signals that are converted to digital voltage signal, digital tube display real-time voltage value. Connecting with the computer running software oscilloscope so that to realize the voltage data sending and receiving function. Keywords: FPGA; analog-to-digital converting chip; digital display tube; keyboard; design
《集成电路设计实践》报告 题目：8选1数据选择器 院系：自动化学院电子工程系 专业班级：微电 学生学号： 学生姓名： 指导教师姓名：职称：讲师 起止时间：2015-12-21——2016-1-9 成绩： 设计任务 1) 依据8选1数据选择器的真值表，给出八选一MUX电路图，完成由电路图到晶体管级的转化（需提出至少2种方案）； 2) 绘制原理图（Sedit）,完成电路特性模拟（Tspice，瞬态特性），给出电路最大延时时间； 3) 遵循设计规则完成晶体管级电路图的版图，流程如下：版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制－布线规划-总体版图）； 4) 版图检查与验证（DRC检查）；
5) 针对自己画的版图，给出实现该电路的工艺流程图。 电路设计方案的确定 数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下所示 数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外，还可以做分时多路传输电路，函数发生器及数码比较器等，常见的数据比较器有2选1，4选1，8选1，16选1电路。
示意图 在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器。 数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。 本次设计的是8选1数据选择器。选择控制端（地址端）为K2，K1，K0，按二进制译码，从8个输入数据D0-D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y。 根据多路开关的开关状态（地址码）K2,K1,K0的状态选择D0-D7中某一个通道的数据输送到输出端Y。 如：K2K1K0＝000，则选择D0数据到输出端，即Y＝D0。 如：K2K1K0＝001，则选择D1数据到输出端，即Y＝D1，其余类推。 8选1 MUX功能表如下： 电路图设计如下: 1：
东莞理工学院实验报告 专业班级:电子信息工程技术1班姓名:陈瀚瑜学号:200831307124 指导教师: 卢贵主地点:8B 日期: xxxxx 实验一2选1多路选择器 1、实验目的： 熟悉了解软件Quartus II的界面及其操作，以一个简单的程序初步地跑一遍Quartus II的程序设计流程。通过这个典型的组合电路模块，给出相关的语法规则的说明由此进入对VHDL的深入了解的历程。要让自己能掌握在Quartus环境下新建程序文件、新建工程并编写程序、进行综合以及时序仿真功能。 2、实验设备： 一台装有Quartus II 9.0软件的计算机一台。 3、设计原理: 此实验是一个2选1的多路选择器，既然是两个选一个，当然有两个输入端a,b数据通道，然后有一个输入通道是选择控制信号s，一个输出通道y。当s的取值分别为0或1时，输出端y就分别输出来自输入口a或b。 4、实验内容: 1、打开Quartus II 9.0软件，新建VHDL FILE，保存跟实体一样的名称mux21a。 2、在FILE下按New Project Wizard,找到…\mux21a选中将加入工程，然后选择目标芯片 ACEX1K、分装为TQFP、管口144、速度级别3，然后选择下面的EP1130TC144。 3、根据原理设计代码，如下： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux21a is PORT(a,s,b:IN STD_LOGIC; y:OUT STD_LOGIC); END ENTITY mux21a; ARCHITECTURE BHV OF mux21a IS SIGNAL d:STD_LOGIC; SIGNAL e:STD_LOGIC; BEGIN d<=a AND (NOT s); e<=b AND s; y<=d OR e; END ARCHITECTURE BHV; 4、编译processing-start compilation.
2选1数据选择器的VHDL描述 ENTITY mux21a IS PORT( a, b : IN BIT ; s : IN BIT; y : OUT BIT ) ; END ENTITY mux21a ; ARCHITECTURE one OF mux21a IS BEGIN y <= a WHEN s = '0' ELSE b ; END ARCHITECTURE one ; 译码器的设计 architecture dec_behave of e1 is signal sel : std_logic_vector( 0 to 3) ; begin sel(0) <= en ; sel(1) <= a(0) ; sel(2) <= a(1) ; sel(3) <= a(2) ; with sel select y <= "00000001" when "1000", "00000010" when "1001", "00000100" when "1010", "00001000" when "1011", "00010000" when "1100", "00100000" when "1101", "01000000" when "1110", "10000000" when "1111", "00000000" when others ; end dec_behave ; 8-3优先编码器 library IEEE; ……; entity encoder83 is port (ind: in std_logic_vector(7 downto 0);
outd: out std_logic_vector(2 downto 0)); end ; architecture behave of encoder83 is begin process (ind) begin if ind (7) = ‘1' then outd<= "111"; elsif ind (6) = ‘1' then outd<= "110"; elsif ind (5) = ‘1' then outd<= "101"; elsif ind (4) = ‘1' then outd<= "100"; elsif ind (3 )= ‘1' then outd<= "011"; elsif ind (2) = ‘1' then outd<= "010"; elsif ind (1) = ‘1' then outd<= "001"; elsif ind (0) = ‘1' then outd<= "000"; else outd<= "000"; end if; end process; end behave;
EDA实验报告 组合电路设计 一、实验目的 1、熟悉quartusⅡ的VHDL文本设计全过程， 2、学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。 二、实验内容 1、实验内容2：将此多路选择器看成一个元件mux21a，利用元件例化语句描述成三选一，然后进行编译、综合、仿真。 2、实验内容3：引脚锁定以及硬件下载测试。选实验电路模式5，用键1（PIO0）控制s0；用键2（PIO1）控制s1；a 3、a2和a1分别接clock5、clock0和clock2；输出信号outy仍接spker，通过短路帽选择clock0接256Hz信号，clock5接1024Hz信号，aclock2接8 Hz信号。最后进行编译、下载和硬件测试实验。 三、实验器材 PC机一台、Quartus II软件、EDA实验箱一台、下载电缆一根（已接好）。四、实验程序 实验内容2：三选一 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity muxk is port(a1,a2,a3: in std_logic; s0,s1: in std_logic; outy: out std_logic); end entity muxk; architecture bhv of muxk is component mux21a port( a,b: in std_logic; s: in std_logic; y: out std_logic); end component; signal tmp: std_logic; begin u1: mux21a port map(a=>a2,b=>a3,s=>s0,y=>tmp); u2: mux21a port map(a=>a1,b=>tmp,s=>s1,y=>outy); end architecture bhv; 五、实验步骤 实验二：在实验一的基础上，新建VHDL文件，命名为muxk。在VHDL编辑窗口中输入实验程序后，进行编译、综合、仿真。 实验三：
学生实验报告 实验课名称：VHDL硬件描述语言 实验项目名称：8选1数据选择器 专业名称：电子科学与技术 班级： 学号： 学生姓名： 教师姓名： _2010 _年_11_月_8_日
组别_____________________同组同学 实验日期2010年11月8日实验室名称______________成绩_____ 一、实验名称： 8选1数据选择器 二、实验目的与要求： 实验目的： 设计一个8选1的数据选择器，初步掌握QuartusII软件的使用方法以及硬件编程下载的基本技能。 实验要求： 通过VHDL编程，实现一个数据选择器，要求有8位数据输入端，1位数据输出端，通过3位地址输入信号寻址，并具有输出使能功能。首先在QuartusII上进行功能和时序仿真，之后通过器件及其端口配置下载程序到SOPC开发平台中。 如图所示： d0～d7为数据输入端； g为使能端，高电平有效； a[2..0]为地址输入端； y为输出端。 注：要求非使能或是无效地 址状态时，y输出0。 首先在QuartusII上进行功能和时序仿真，之后通过器件及其端口配置下载程序到SOPC开发平台中。在硬件实现中，要求： 1.用实验平台的拨动开关实现8位输入信号(d0～d7)：
注：要求使用最右面8个开关。 2. 用实验平台的按键实现地址信号和使能信号： 注：采用模式0的输入方式，并使用最左边的键6～键8三个按键实现地址输入，以及键3实现使能信号。(模式0的I/O设置见附录) 3. 输出采用LED发光阵列的LED12。 三、实验内容： 1. 打开QuartusII软件，建立一个新的工程： 1) 单击菜单File\N ew Project Wizard… 2) 输入工程的路径、工程名以及顶层实体名。 3) 单击Next>按钮，由于我们建立的是一个空的项目，所以没有包含已有文件，单击Next>继续。 4) 设置我们的器件信息：
二选一数据选择器 目录 一：数据选择器的基本原理 (3) 二电路逻辑功能 (2) 2.1 电路逻辑图 (2) 2.2真值表与表达式 (3) 2.3电路设计及仿真 (3) 三版图设计 (5) 3.1总体版图设计及DRC验证 (5) 3.1.1数据选择器版图设计步骤 (5) 3.1.2版图验证 (8) 3.2版图仿真 (9) 四数据选择器版图LVS对比 (10) 五结论及体会 (12)
一：数据选择器的基本原理 数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下： 图1 n位通道选择信号 数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外，还可以做分时多路传输电路、函数发生器及数码比较器等。常见的数据选择器有4选1、8选1、16选1电路。 在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器 数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号 下图所示为二选一数据选择器原理图，a,b为输入端，sel为控制端，out为输出端 图1-1数据选择器原理图 二电路逻辑功能 2.1 电路逻辑图 =+(S是数据选择控制端，S为0时选择A，为1时选S择B） Y SA SB 要实现2选1选择器，逻辑电路图如下所示
图2-1数据选择器逻辑电路图 2.2真值表与表达式 二选一数据选择器逻辑表达式为：Y SA SB =+ 根据逻辑表达式所列真值表如下图所示 图2-2数据选择器真值表图 2.3电路设计及仿真 根据原理电路图并使用S-Edit 软件设计出数据选择器的电路图及对应符号图 如下： S A B Y 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0
实验名称： 二选一多路选择器 实验目的： 通过简单、完整而典型的VHDL设计，初步了解用VHDL表达和设计电路的方法，并对由此而引出的VHDL语言现象和语句规则加以有针对性的说明。 实验原理： 二选一多路选择器功能描述： 输入端口a,b输入信号，在通道选择控制输入端口s输入低电频时，输出端口y输出a输入端口信号；在通道选择控制输入端口s输入高电频时，输出端口y输出b输入端口信号。 实验内容: 一、二选一多路选择器程序录入： ENTITY mux21a IS PORT(a,b:IN BIT; s:IN BIT; y:OUT BIT); END ENTITY mux21a; ARCHITECTURE one OF mux21a IS BEGIN y<=a WHEN s='0' ELSE b; END ARCHITECTURE one; 二、文件存盘及创建工程，文件名和工程名为mux21a 三、对源程序进行全程编译，如有错误进行修改，直到编译成功。编译成功的界面如下图： 四、得出二选一多路选择器的电路图，如下图
五、时序仿真： （１）打开波形编辑器。 （２）设置仿真时间区域（此次仿真域时间设为５us）。 （３）波形文件存盘。 （４）将工程的端口信号选入波形编辑器中。 （５）编入输入波形（输入激励信号）。 （６）总线数据格式设置。 （７）仿真器参数设置。 （８）启动仿真。 （９）观察仿真结果。结果如下图： 实验心得： 1、通过本节上机实验，初步了解了VHDL语言现象和语句规律。 2、程序很简单，按照示例程序输入没有什么错误。主要是通过这个简单程 序了解了时序仿真的全过程，以及通过对输入波形的调整达到清晰美观时序仿真效果的调试方法。 3、实验后基本能从整体上把握VHDL程序的基本结构和设计特点。掌握固 定表达句式，实体内容还是跟C语言语法相似。算是入门了。
实验一 二选一数据选择器VHDL设计 Quartus II 6.0开发环境与EDA实验箱使用 一实验目的 1．熟悉在Quartus II 6.0环境下原理图输入方法。 2．熟悉Quartus II 6.0环境下编辑、编译综合、仿真的操作方法。 3、掌握利用EDA软件进行电路设计的详细流程； 4、熟悉EDA实验箱的基本使用方法。学会对实验板上的FPGA/CPLD进行编程下 载，硬件验证自己的设计项目。 二实验仪器 PC机、Quartus II 6.0软件 三实验内容 1．详细解读教材117页。 2．在QuartusⅡ上输入该设计的原理图，并进行编辑、编译、综合、适配、仿真。 3．给出其所有信号的时序仿真波形。 四实验原理及步骤 1．启动Quartus II 6.0软件 在桌面上双击Quartus II 6.0图标 或者在开始—>所有程序—>Altera—> Quartus II 6.0，如下图 2．建立工作库文件夹及工程
任何一次设计都是一项工程（Project），所有此工程相关的所有设计文件都需要放在同一个文件夹里。不同的设计放在不同的文件夹中。 在E盘下建立一个存放本次设计的工程文件夹，比如“shiyan1”。 注意不要使用中文文件夹，文件夹的存放路径也不要包含中文。 注意本实验室计算机C盘和D盘是重启后复原，不要将任何文件和文件夹放置在桌面或者C、D盘下。 初次打开Quartus II 6.0，会有如图提示： 选择是的情况下，首先是新工程向导：介绍
下一步 下一步
下一步，选择目标芯片，首先在Family栏选择ACEX1K系列，然后选择此系列的具体芯片:EP1K30TC144-3。注意不要选成了EP1K30TC144-3。