verilog 数字逻辑实验代码
Verilog数字逻辑实验代码
数字逻辑是计算机科学中的重要基础，它研究如何对数字信号进行处理和转换。在数字逻辑电路中，我们使用基本的逻辑门来实现各种功能。Verilog是一种硬件描述语言，它可以用于描述和设计数字逻辑电路。在本文中，我们将介绍使用Verilog编写数字逻辑实验代码的一些基本原则和方法。
我们需要了解Verilog的基本语法和结构。Verilog代码由模块（module）组成，每个模块包含输入端口（input）、输出端口（output）以及内部逻辑。模块内部的逻辑由连续赋值语句（assign）和过程赋值语句（always）组成。连续赋值语句用于描述组合逻辑，而过程赋值语句用于描述时序逻辑。
在Verilog中，我们可以使用基本的逻辑运算符（与、或、非、异或等）来实现各种逻辑功能。例如，我们可以使用与门（AND gate）来实现两个输入信号的与运算。代码如下所示：
module AND_gate(input A, B, output Y);
assign Y = A & B;
endmodule
在这个例子中，我们定义了一个模块，它有两个输入端口A和B，
一个输出端口Y。模块内部使用连续赋值语句将输出端口Y与输入端口A和B的与运算结果关联起来。
除了基本的逻辑门之外，Verilog还提供了各种内置的逻辑函数和操作符，可以帮助我们更方便地实现复杂的逻辑功能。例如，我们可以使用条件语句（if-else）来实现多路选择器（multiplexer）。代码如下所示：
module multiplexer(input A, B, C, D, S0, S1, output Y);
always @(A, B, C, D, S0, S1)
if (S0 == 0 && S1 == 0)
Y = A;
else if (S0 == 0 && S1 == 1)
Y = B;
else if (S0 == 1 && S1 == 0)
Y = C;
else
Y = D;
endmodule
在这个例子中，我们定义了一个模块，它有四个输入端口A、B、C、D，两个选择信号端口S0、S1，一个输出端口Y。模块内部使用过程赋值语句，在每次输入信号变化时进行条件判断，并根据选择信
号的值确定输出信号Y的值。
除了基本的逻辑门和逻辑函数之外，Verilog还提供了其他功能，如时钟控制、模块实例化、时序建模等。这些功能可以帮助我们更好地描述和设计数字逻辑电路。
总结起来，Verilog数字逻辑实验代码是一种用于描述和设计数字逻辑电路的硬件描述语言。通过使用Verilog，我们可以方便地实现各种逻辑功能，包括基本的逻辑门、多路选择器、计数器等。为了编写好的Verilog代码，我们需要熟悉Verilog的语法和结构，了解各种逻辑函数和操作符的使用方法，并运用合适的时序建模技术。通过不断练习和实践，我们可以提高自己的Verilog编程水平，设计出高效可靠的数字逻辑电路。
西安邮电大学课程教案 课程名称：VerilogHDL与FPGA设计基础 授课教师：李哲 授课教师所在学院：电子工程学院 授课班级：电路1201~02 授课学期： 2014-2015-01学期
一、基本信息 课程名称VerilogHDL与FPGA设计基础 课程性质○必修⊙限选○选修○素拓○跨学科授课专业班级学生人数：67 所处年级○一年级○二年级⊙三年级○四年级 总学时64 理论课时40 实验课时24 学分 4 课程教材VerilogHDL与FPGA设计基础 上课时间2014-2015-1 上课地点A337、A322 答疑时间答疑地点2#112 先修课程 本课程在授课对象所学专业人才培养中的作用与地位本课程是集成电路设计与系统集成专业的一门专业基础课程，学生在先修课程数字电路基础上，掌握使用VerilogHDL进行数字电路设计、仿真，并在Fpga器件上实现数字逻辑。初步掌握集成电路和数字系统的设计方法，培养学生从事集成电路设计技能，对学生进入集成电路设计领域有很重要作用。 本课程在知识传授、能力提升、素质培养各方面的教学目标掌握基于FPGA Verilog HDL实现数字电路仿真的方法。一方面可以使学生掌握一种适合产品样机和小批量生产的理想手段，另一方面也为进一步学习专用集成电路芯片设计打下了良好基础。通过本课程的学习可以使学生掌握1）自顶向下的全正向设计思想；2）可编程逻辑器件的基本知识和相关软件的使用方法；3）FPGA电路设计的方法和技巧。基本具备中小规模可编程逻辑器件的设计开发能力。 学生情况分析注：本栏目建议各位老师通过与学生深入沟通、向前续课程授课教师和辅导员老师了解情况等各种方式，充分了解授课学生的实际情况，积极有效地开展教学。
数电仿真实验 学院：电气工程学院 姓名： 学号：201
目录 实验一1位全加器的设计 (3) 一、实验目的： (3) 二、实验原理： (3) 三、实验程序 (3) 四、仿真结果 (4) 实验二四位全加器的设计 (5) 一、实验目的： (5) 二、实验原理： (5) 三、实验程序 (5) 四、仿真结果 (6) 实验三三输入与门、三输入或门 (7) 一、实验目的： (7) 二、实验原理 (7) 三、实验程序 (7) 四、仿真结果 (8) 实验四8-3优先编码器 (9) 一、实验目的： (9) 二、实验原理： (9) 三、实验程序 (9) 四、仿真结果 (9) 实验五3-8译码器 (11) 一、实验目的： (11) 二、实验原理： (11) 三、实验程序： (11) 四、仿真结果 (11) 实验六八位十进制频率计实验 (13) 一、实验目的： (13) 三、实验程序 (13) 四、实验波形 (16)
实验一1位全加器的设计 一、实验目的： 1.掌握quarters 软件使用流程。 2.初步掌握verilog的编程方法。 二、实验原理： Sum=a^b^c1 Ch=a&b\(a^b)&c1 三、实验程序 module fulladder(a,b,c1,ch,sum); input a,b,c1; output ch,sum; reg ch,sum; always@(a or b or c1) begin sum=a^b^c1; ch=a&b|(a^b)&c1; end endmodule
四、仿真结果
实验二四位全加器的设计 一、实验目的： 1.掌握图形层次设计方法； 2.熟悉Quartus II 8.0软件的使用及设计流程； 3.掌握全加器原理，能进行多位加法器的设计； 二、实验原理： 加法器是数字系统的基本逻辑器件。例如：为了节省资源，减法器和硬件乘法器都可由加法起来构成。多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。通常，并行加法器比串行加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。 4位二进制并行加法器和串行级联加法器占用几乎相同的资源。这样，多位数加法器由4位二进制并行加法器级联构成是较好的折中选择，因此本实验中的4位加法器采用4个1位二进制并行加法器级联而成。 三、实验程序 module triplegate(a,b,c,out1,out2); input a,b,c; output out1,out2; reg out1,out2; always@(a or b or c) begin out1=a&b&c; out2=a^b^c; end endmodule
数字逻辑课程设计 一．题目重述 将学号后两位对6取模为1，因此选择1号题。具体题目为： 为组合逻辑电路编写一个verilog模块，该逻辑函数具有用于表示0~63整数的6个输入为N5~N0和用于指示是否是3或5的整数倍的两个输出端M3和M5。 二．具体做法 1.题目分析 由题目可知，电路输入为N5~N0，一共有6位，可以表示的无符号十进制数范围恰好为0~63。当输入只为3的倍数时M3有效M5无效，当输入只为5的倍数时M3无效M5有效，而当输入既为3的倍数又为5的倍数时，M3,M5均有效。 因此，规定输出高电平有效，即当M3、M5有效时，输出1，无效时输出0。利用Quartus ii 7.2软件平台，利用verilog HDL语言进行程序的编写，修改以及波形的仿真。 2.verilog HDL程序 module rem35(N,M3,M5); //模块名字 input [5:0] N; //定义输入 output M3,M5; //定义输出 reg M3,M5; always @(N) begin case(N) //利用case进行判断 3,6,9,12,18,21,24,27,33,36,39,42,48,51,54,57,63:{M3,M5}=2'b10; 5,10,20,25,35,40,50,55:{M3,M5}=2'b01; 0,15,30,45,60:{M3,M5}=2'b11; default:{M3,M5}=2'b00; //将输出用二进制表示 endcase end endmodule 3.波形仿真结果 为了更方便分析结果，本文对输入波形进行了修改，将ASCII码变成了Unsigned Decimal码，并使其从0依次增大到63。 波形仿真结果见图 1 波形仿真图图 1所示，波形仿真放大图见图 2所示。其中N表示输入值，M3、M5分别代表两个输出。由于文档宽度限制，本文只截取了一部分结果作为显示。
李明洪基于V erilog HDL的出租车计费器设计 基于Verilog HDL的出租车计费器设计学生姓名：李明洪指导老师：肖红光 摘要本次课程设计主要是基于FPGA芯片，使用硬件描述语言Veriloh HDL，采用“自顶向下”的设计方法，编写一个出租车计费器芯片，并使用Max+Plus II软件仿真平台。本文主要描述了出租车计费器的设计思路与模块划分。把出租车计费器划分为五大模块，共同实现了出租车计费以及预置和模拟汽车启动、停止、暂停等功能，并动态扫描显示车费数目。最后，使用Max+Plus II仿真平台对每个模块和主程序分别进行了仿真，并对仿真出来的波形作了分析。 关键词出租车计费；Verilog HDL；Max+Plus II；仿真
The design of taxi meter based on Verilog HDL Abstract The course design is mainly based on FPGA chip, the use of hardware description language Veriloh HDL, using "top down " design method, the preparation of a taxi meter chip, and use the Max + Plus II software simulation platform. This paper describes the design idea of the taxi meter and module division. The taxi meter is divided into five modules together to achieve a taxi and analog auto billing and pre-start, stop, pause function, and dynamic scan showed the number of fare. Finally, using Max + Plus II simulation platform and the main program for each module were simulated, and the simulation from an analysis of the waveform. Keywords Taxi charges；Verilog HDL；Max+Plus II；Simulation
数字逻辑电路课内仿真实验
第六章Quartusll 原理图设计初步 二、实验仪器: Quartusll 软件。 三、实验内容: 6-1用Quartusll 库中的宏功能模块 74138和与非门实现指定逻辑函数 按照6.3节和6.4节的流程，使用 Quartusll 完整图6-2电路的设计，包括：创建工程， 在原理图编辑窗中绘制此电路， 全程编译，对设计进行时序仿真， 根据仿真波形说明此电路 一、实验目的: 初步了解学习使用 Quartusll 软件进行电路自动化设计。 的功能，引脚锁定编译，编程下载于 FPGA 中进行硬件测试。最后完成实验报告。 1、原理图 両诬 YDN A V1M ft v?Nl C Y 酬 G1 T4IM E || II- !■ i|E qi 1|1 ^1 1|1 , JI 1|1 :JI 1|1 i_.i !■■_ i IIB -II iih.-i |ih?M^ii Liiqii i;=iqii l^iRn ■^■Rn 审厂 恥1 "=il2 T|H_3 刊毗J 刊口 =1 匸10 吨 11 2、 波形设置 M^AI rimEd A T 皿 rj s& 科 B n* 1 [■ 遶 * L -r p. > ■ -i h' M 7 :to5 F B V 4 Z3Si 出 EwJ I 弓舞"5 平“ 15 単“；[> 弩"：*“ 30 号"呼"4竽 E ?^竽"mq- 36 字“也4 3 66 呼 6 鬥5 ra 3、仿真波形
使用Verilog HDL进行数字逻辑设计、综合、仿真的步骤及 工具软件使用简要说明 综合工具使用synplify pro 7.0 仿真工具使用modelsim 5.5e (几个菜单排列与5.6有不同，文中有介绍) 布局布线工具及时序仿真模型生成使用maxplusII 10.0 一．写在开干之前 1．涉及到的文件 a．源程序(*.v) 用户编写的用于描述所需电路的module (可能有多个文件，多个module相互调用) 如果用于综合，则源程序内用于描述的V erilog语言必须是可综合风格的。否则将 只能做功能仿真（前仿真），而不能做综合后的仿真和时序仿真（后仿真）。 b．综合后的V erilog HDL 模型(网表) (*.vm) 用综合工具synplify对a 进行综合后生成的电路的V erilog HDL 描述。由synplify 自动生成（必须在Implementation Option —Implementation results选项中选中write mapped verilog netlist后才会生成vm文件）。 此文件用于作综合后的仿真 c．布局布线后生成的时序仿真模型(网表) (*.vo)文件 使用maxplusII对设计进行布局布线之后，生成的带有布局布线及具体器件延迟特 性等参数的电路模型的V erilog HDL描述。 要让maxplusII生成vo文件，必须在maxplusII的compile interface中选中verilog netlist writer。 此文件用于作时序仿真(后仿真) d．测试文件(*.v或*.tf) 用户编写的V erilog HDL源程序。用于测试源程序(a,b,c)中所描述电路。 在测试文件中调用被测试的module，生成被测点路所需的输入信号。 所用V erilog HDL语句不需要是可以综合的，只需语法正确。 如果被测试的模型为a，则对应的仿真为前仿真（功能仿真） 如果被测试的模型为b, 则对应的仿真为综合后仿真 如果被测试的模型为c, 则对应的仿真为后仿真 2．强烈建议 a．在写用于综合的源程序时，一个源程序文件里只写一个module b．源程序文件名与其内所描述的module名相同（如module myadder 文件名myadder.v） c．为了方便管理文件，为每一个设计都单独创建一个目录，目录内创建source, test子目录分别用于存放源程序（用于综合的）和测试文件。 d．在F盘创建一个以自己学号为名的目录，将自己的设计都存放在这个目录下面 e．不要使用包含中文字符或空格的目录名和文件名，因为有些工具软件不支持 f．以上建议不一定是必须的，但是可以减少设计中的很多麻烦，请各位同学尽量采纳。
verilog 数字逻辑实验代码 Verilog数字逻辑实验代码 数字逻辑是计算机科学中的重要基础，它研究如何对数字信号进行处理和转换。在数字逻辑电路中，我们使用基本的逻辑门来实现各种功能。Verilog是一种硬件描述语言，它可以用于描述和设计数字逻辑电路。在本文中，我们将介绍使用Verilog编写数字逻辑实验代码的一些基本原则和方法。 我们需要了解Verilog的基本语法和结构。Verilog代码由模块（module）组成，每个模块包含输入端口（input）、输出端口（output）以及内部逻辑。模块内部的逻辑由连续赋值语句（assign）和过程赋值语句（always）组成。连续赋值语句用于描述组合逻辑，而过程赋值语句用于描述时序逻辑。 在Verilog中，我们可以使用基本的逻辑运算符（与、或、非、异或等）来实现各种逻辑功能。例如，我们可以使用与门（AND gate）来实现两个输入信号的与运算。代码如下所示： module AND_gate(input A, B, output Y); assign Y = A & B; endmodule 在这个例子中，我们定义了一个模块，它有两个输入端口A和B，
一个输出端口Y。模块内部使用连续赋值语句将输出端口Y与输入端口A和B的与运算结果关联起来。 除了基本的逻辑门之外，Verilog还提供了各种内置的逻辑函数和操作符，可以帮助我们更方便地实现复杂的逻辑功能。例如，我们可以使用条件语句（if-else）来实现多路选择器（multiplexer）。代码如下所示： module multiplexer(input A, B, C, D, S0, S1, output Y); always @(A, B, C, D, S0, S1) if (S0 == 0 && S1 == 0) Y = A; else if (S0 == 0 && S1 == 1) Y = B; else if (S0 == 1 && S1 == 0) Y = C; else Y = D; endmodule 在这个例子中，我们定义了一个模块，它有四个输入端口A、B、C、D，两个选择信号端口S0、S1，一个输出端口Y。模块内部使用过程赋值语句，在每次输入信号变化时进行条件判断，并根据选择信
电子科技大学计算机学院标准实验报告 （实验）课程名称数字逻辑综合实验 xxx 20160xxxxxxxxx 电子科技大学教务处制表
电子科技大学 实验报告 1 学生姓名：xxx 学号： 指导教师：吉家成米源王华 一、实验项目名称：中小规模组合逻辑设计 二、实验目的： 1．掌握非门、或门、与非门、异或门、数据选择器的逻辑功能。 2．掌握常有逻辑门电路的引脚排列及其使用方法。 3．采用中小规模逻辑门进行组合逻辑设计，掌握组合逻辑的设计方法。三、实验内容： 1．逻辑输入采用实验箱的K1-K11，逻辑输出接L1-L10。测试实验箱上的HD74LS04P（非门）、SN74LS32N（或门）、SN74LS00N（与非门）、SN74HC86N（异或门）、SN74HC153（数据选择器、多路复用器）的逻辑功能。 2．采用小规模逻辑器件设计一位数据比较器：设一位数据比较器的输入为A、B，比较A>B，A=B，A 图1 74LS04的逻辑符号和引脚排列2．74LS32（或门）的逻辑符号、引脚排列如下图所示。 图2 74LS32的逻辑符号和引脚排列 3．74LS00 图3 74LS00逻辑符号和引脚排列 4．一块74HC86芯片上有4个异或门。异或门的逻辑功能如表4所示，74HC86（异或门）的逻辑符号、引脚排列如图4所示。 图4 74HC86逻辑符号和引脚排列 5．74HC153芯片上有两个4选1数据选择器。两个数据选择器使用公共的选择输入端B、A ，其它输入端和输出端是独立的。74HC153（数据选择器、多路复用器）的引脚排列如下图所示。 课程设计报告题目：常用中规模集成电路的VHDL设计 课程名称：数字逻辑实验 专业班级：计算机科学与技术11级10班 学号：U201114445 姓名：王涛 指导教师：熊自立 报告日期：2013/6/18 计算机科学与技术学院 实验一：异步时序逻辑电路的设计 一、实验目的 熟悉并掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析方法，加深对异步时序逻辑电路的理解。掌握电平异步时序逻辑电路实验的设计方法及如何消除临界竞争。 二、实验设备与器件 1.Basys2开发板 2.JTAG下载电缆 三、实验内容 用电平异步时序逻辑电路实现下降沿出发的D触发器（无空翻）。 典型的输入输出时间图如下： X2(CP) X1(D) Z(Q) 实验时先建立该电路的原始流程表及总态图。 四、实验步骤 1.建立原始流程表： 2.化简原始流程表： （1）隐含表找出相容行对 （1，2） （1，3） （2，3） （3，4） （5，6） （6，7） （6，8） （2）作合并图，求最大相容行类：Array得最大相容类为｛（1，2，3），（3，4），（5，6，8），（6，7）｝； 选择其中一个最小闭覆盖：｛（1，2，3），（4），（5，6，8），（7）｝，分别用A,B,C,D表示。 3.最简流程表 状态相邻图：状态分配方案： 可得二进制流程表如下： 卡诺图化简得激励和输出函数的表达式： Y2的卡诺图 Y1的卡诺图 Z的卡诺图 5. ISPLEVER进行波形仿真 发现该电路存在着竞争现象。返回检查表达式，发现Y2、Y1都存在着“0”险象，用 添加冗余项的方式消除竞争，修改其表达式如下： x1x x 1 2 + = 1y2 Y+ 2y2x 1y2 2y1y x 2 + Y+ =1y1x 重新设计电路如下所示： 课程设计报告课程设计题目：数字钟系统设计 学号：2 学生姓名：刘新强 专业：通信工程 班级：1421302 指导教师：钟凯 2016年1月4日 FPGA（ Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，一种可编程逻辑器件，是目前数字系统设计的主要硬件基础。可编程逻辑器件的设计过程是利用EDA 开发软件和编程和编程工具对器件进行开发的过程。 通过modelsim软件下采用verilog语言实现数字钟系统设计，实现了以下几个方面的功能： 1.数字钟基本计时功能 2.数字钟校时功能 3.数字钟系统报时功能 关键词：FPGA ；VHDL；数字钟 一、FPGA与VHDL简介 (1) 1、FPGA与简介 ........................................................................................... 2、VHDL简介 ............................................................................................... 二、课程设计的目的与要求 (2) 1、教学目的.................................................................................................................... 2、教学要求.................................................................................................................... 3、数字钟系统设计要求................................................................................................ 三、设计方案 (2) 1、系统框图.................................................................................................................... 2、模块说明.................................................................................................................... 四、仿真与实现 (3) 1、数字钟基本计时功能实现........................................................................................ 2、数字钟校时功能实现................................................................................................ 3、数字钟系统报时功能实现........................................................................................ 五、实验心得 (4) 六、参考文献 (4) 七、代码 (5) < 熟悉 QuartusII 和 Verilog HDL 数字逻辑电路设计基础环 境 >实验报告 学生姓名：李旭文超周 班级学号： 11 自动化 1138033 1138019 指导老师：潘秀琴 <实验报告内容 > 一、实验名称：学习 QurtusII 基本功能和使用方法 ,完成一位减法器、一位加法器 地原理图输入和文本输入、编译校验及功能仿真 .b5E2RGbCAP 二、实验学时： 4 学时 三、实验目地：熟悉 Quartus II 基本功能和使用方法 ,掌握原理图输入、文本输入地步骤 . 四、实验内容：完成一位加法器、一位减法器地设计输入并进行仿真输出. 五、实验原理：数字逻辑电路中各种门电路地功能和使用方法 六、实验步骤： 1.了解 quartusII地基本功能使用； 2.设计输入：首先设计出逻辑电路,然后将所设计地数字逻辑电路以某种方式输 入到计算机中 ,QuartusII 有原理图输入和文本 <代码）输入两种输入模 式. p1EanqFDPw 3．设计编译校验：编译连接好地输入图形. 七、实验结果： 1.加法器： A.半加器 原理图： 文本： 波形图： B．一位全加器全加器： 原理图： 文本输入：波形图： 2.减法器：原理图： 文本输入： 波形图： 八、心得体会：这是使用这个软件地第二次实验对于软件地使用已经比较熟练能够很快连接好电路进行实验 九、附录： <程序代码 > 1.加法器： A. 半加器 module adder(a,b,s,co>。 input a,b。 output s,co。 and X1(a,b>。 xor Y1(a,b>。 endmodule B. 一位全加器 module onebit_fulladd(a,b,ci,sum,cout>。 input a,b,ci。 output sum,cout。 wire sum_temp,c_1,c_2,c_3。 xor xor1(sum_temp,a,b>。 EDA技术与VerilogHDL课程设计 EDA（Electronic Design Automation）技术是现代电子产品设计中不可或缺 的环节。EDA技术可以大大提高电路设计的效率和质量，加速产品的开发周期。近 年来，EDA技术得到了快速发展，成为电子工程师必须掌握的技能之一。在EDA技 术的学习中，VerilogHDL是不可或缺的一部分。 VerilogHDL简介 VerilogHDL是一种硬件描述语言，可以用于设计数字电路和系统。它可以描述数字电路的结构、行为和时序，可以用于描述数字电路中的元件、模块和系统。VerilogHDL可以用于设计各种各样的数字电路，如计算机系统、芯片、通信系统等。它是目前广泛使用的一种HD（Hardware Description）语言。 VerilogHDL提供了一种简单、清晰的方式来描述数字电路的功能和行为。它可以将数字电路分解成各种不同的部分，使用模块化的方法进行设计。同时，VerilogHDL也提供了强大的模拟和验证工具，可以在设计和开发过程中进行仿真 和调试。因此，VerilogHDL已经成为数字电路设计中不可或缺的一部分。 EDA技术与数字电路设计 EDA技术主要包括从原理图到物理图的设计流程、电路仿真和验证、逻辑综合、布局布线等技术。这些技术可以大大提高电路设计的效率和质量。在EDA技术中，数字电路设计是其中一个重要的环节。 数字电路设计可以分为三个步骤：设计、仿真和验证。设计包括电路结构设计 和源代码的编写。仿真是为了验证设计的正确性和可靠性。验证是为了确保电路设计满足规格，并能够在现实环境中稳定运行。 EDA技术在数字电路设计中的运用非常广泛。它可以大大简化设计过程，提高 设计的效率和质量。在EDA技术中，VerilogHDL是不可或缺的一部分。它可以用 Verilog的用途 1. 数字系统设计：Verilog最常见的用途之一是设计数字电路和系统。它提供了一种描述硬件功能和结构的方式，使工程师能够将问题抽象 成代码，并在硬件中实现。因此，Verilog在各种应用中都发挥作用，包 括处理器、存储器、通信系统、图像处理、音频处理等。 2. 硬件建模：Verilog可以用于建模和验证硬件系统的功能。它允 许工程师在早期设计阶段使用软件来仿真硬件行为，以验证设计的正确性。通过建立准确的模型，工程师能够更好地理解和评估硬件系统。 3. 硬件验证：Verilog提供了一种验证硬件系统的方法。验证是确 保硬件系统工作正常的过程，通过提供大量的测试用例来检查系统的正确性。工程师可以使用Verilog编写测试用例，并使用仿真器来验证硬件的 行为。 4. 电路综合：Verilog还可以用于电路综合，将高级级代码转换为 逻辑门级网表。这是将设计从概念级到实施级的重要步骤。通过电路综合，工程师可以根据特定的目标（如时延、功耗等）生成一个优化的电路设计。 5. FPGA和ASIC设计：Verilog是在FPGA（可编程逻辑器件）和 ASIC（应用特定集成电路）上实现硬件设计的主要语言之一、由于FPGA 和ASIC的实现目标不同，Verilog提供了灵活的设计风格和优化技术， 以满足不同的需求。 6. 混合信号系统设计：除了数字设计外，Verilog还可以与模拟和 混合信号系统集成。这使得工程师能够在一个环境中同时处理数字和模拟 信号，从而提高系统的整体性能和可靠性。 7. 硬件仿真：Verilog除了用于描述硬件行为外，还可以用于进行 硬件仿真。工程师可以在仿真器中加载Verilog代码，并模拟硬件的行为。这样，他们可以在实际硬件实现之前评估系统的性能、功能和正确性。 8. 硬件调试：Verilog在硬件调试中也是非常有用的。由于硬件设 计的复杂性，出现错误时找到问题可能会很困难。Verilog提供了调试功能，如信号波形查看、断点设置、单步执行等，可以帮助工程师定位和修 复问题。 总结起来，Verilog是一种用于描述和设计数字电路和系统的硬件描 述语言。它广泛应用于数字系统的建模、仿真和综合。通过Verilog，工 程师可以进行数字系统的设计、建模、仿真、验证和调试。它在FPGA和ASIC设计、电路综合和混合信号系统设计中也发挥重要作用。Verilog作 为一种强大的工具，已成为数字系统设计领域的标准之一 实验三三态门 实验三三态门 一､实验目的 1.熟悉计三态输出门的逻辑功能和使用方法。 2.掌握用三态门构成公共总线的特点和方法。二､实验器材1.数字逻辑实验箱2.双踪示波器 3.与非门74LS00(1片)､三态门74LS125(1片)三､预习要求 1.复习三态门有关知识,了解其逻辑功能及管脚。 2.复习三态门实现总线传输的方法。四､实验原理1.三态门(TS) 三态门有三种输出状态:高电平输出､低电平输出和高阻输出状态。常见的三态门有控制端高电平有效和低电平有效两种类型。三态输出门除了有多输入三态与非门,还经常做成单输入､单输出的总线驱动器,并且输入与输出有同相和反相两种类型。例如:74LS125就是单输入､单输出的控制端低电平有效的同相三态输出门。即E=0时,Y=A;E=1时为高阻态。三态门主要用途之一是实现总线传输,各三态门输出端可以并联使用一个传输通道,以选通的方式传送多路信息。使用时注意输出端并接的三态门只能有一个处于工作状态(E=0)。其余必须处于高阻状态(E=1)。三态门驱动能力强,开关速度快,在中大规模集成电路中广泛采用三态门输出电路,作为计算机和外围电路的接口电路。 如图2-1为三态门逻辑符号。 AB 图2-1三态门逻辑符号 五､实验内容 1.三态门逻辑功能测试: 查出三态门74LS125的引脚图,验证各三态门逻辑功能。按图2-1(A)在实验箱上连线,先接上电源和地线,然后用逻辑电平控制输入端A和使能端E,用L显示输出Y的状态,实验结果填入下表:表2-174LS125逻辑功能表: 使能输入端E0011数据输入A0101输出Y2.用三态门74LS125构成公共总线: 要求:用三个三态门构成一条公共总线,参考图21(B)。使三个输入端状态分别为“0”､“1”､CP,观测公共总线输出状态。 (1)按上述要求画出公共总线的逻辑图。 (2)在实验箱上连线:A1､0(GND),A2､1(Vcc),A3､CP(1KHz或100KHz信号源输出),三个使能端E1??E3分别由三个逻辑开关控制其电平的高低。 (3)检查线路无误后,通电测试。用双踪示波器测试输入和输出的状态及波形并记录。表2-2:公共总线逻辑功能:E1E2E3011101输入端状态A100A211A3CPCP 公共总线输出端状态或波形11001CP注意:三态门74LS125的使能端是低电平有效,做总线传输时,要求只有需传输信息的那个三态门的使能端E=0,进入工作状态,其余各门皆处于禁止状态E=1(呈高阻态)。否则,将造成逻辑混乱和损坏芯片。 六､实验报告要求 1.按实验要求画出有关电图图,记录观察到的数据和波形。 2.分析波形变化的原因。七､思考题 1.三态门的工作原理和特点是什么? 2.设计用两个三态门构成一条双向总线,画出电路图并测试。 Verilog基础： 1.间隔符：空格〔\b〕，Tab〔\t〕，换行符〔\n〕，换页符。 2.注释：/**/ // 3.标识符，关键词：标识符由英文字母、数字、$符、下划线组成，以英文字母或下划 线开头。 4.逻辑值：0：逻辑假1：逻辑真x或X：不确定状态z或Z：高阻态 5.常量：<1>格式：<+/-><位宽>’<基数符号><数值> b/o/d/h:二、八、十、十六进制 <2>数字可加下划线：8’b1001_1001表示8位二进制数10011001 <3>科学计数：5E-4: 5*10^4 <4>利用参数定义语句来定义一个标识符表示常量：parameter 参数名1=常量 1，参数名2=常量2； 例：parameter BIT=1,BYTE=8; 6.字符串：双撇号内的字符序列，不能分多行书写，表达式或赋值语句中字符串要换成 无符号整数，用8位ASCII码表示，一个8位ASCII码表示一个字符 变量的数据类型： 1.线网〔net type〕类型：线网类被定义后假设没有被元件驱动，则默认值为高阻态 关键词：wire：wire[n-1:0]变量名1，变量名2，…，变量名 n； 除wire外还有wand、wor、tri、triand、trior、trireg 2.寄存器类型： 寄存器型变量只能在initial或always内被赋值，没被赋值默认为x状态。 4种类型的寄存器变量：<1>reg：行为描述中对寄存器型变量说明 <2>integer：32位有符号整数型 <3>real：64位有符号实型变量〔默认值是0〕 <4>time：64位无符号时间型 ①reg：格式：reg[n-1:0]变量名1，…，变量名n； 例：integer counter； initial //initial是过程语句结构，赋值给寄存器类型变量 counter=-1; ③real：通常用于对实数型常量进行储存运算 例：real delta; initial begin delta=4e10; delta=2.13 end integer i; initial i=delta; //i得到的值为2 ④time：主要用于储存仿真时间，只储存无符号整数，常调用系统函数$time 例：time current_time; initial 电子科技大学 实验报告 学生姓名：郫县阿基王学号：26 指导教师：唐明 一、实验项目名称： Verilog组合逻辑设计 二、实验目的： 使用ISE软件和Verilog语言进行组合逻辑的设计与实现。 三、实验内容： 1．3-8译码器的设计和实现。 2．4位并行进位加法器的设计和实现。 3．两输入4位多路选择器的设计和实现。 实验要求如下： 1．采用Verilog语言设计，使用门级方式进行描述。 2．编写仿真测试代码。 3．编写约束文件，使输入、输出信号与开发板的引脚对应。 4．下载到FPGA开发板，拨动输入开关，观察Led灯的显示是否符合真值表。 四、实验原理： 1．74x138译码器是输出低有效的3-8译码器。表1所示为74x138译码器的真值表。 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 根据3-8译码器的真值表，可得输出的函数表达式为 12_2_0_1_2_3_4_5_6_7_G G G A L G B L Y L C B A G Y L C B A G Y L C B A G Y L C B A G Y L C B A G Y L C B A G Y L C B A G Y L C B A G =⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅ 根据上述函数表达式，可画出逻辑电路图为。 图1 3-8译码器的逻辑电路图 2. 数据选择器的逻辑功能是根据地址选择端的控制，从多路输入数据中选择一路数据输出。因此，它可实现时分多路传输电路中发送端电子开关的功能，故又称为复用器（Multiplexer ）,并用MUX 来表示。 表2 2输入1位多路选择器的真值表 数据输入 选择控制S 输出Y D0 D1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 2选1数据选择器的真值表如表1所示，其中，D 0、D 1是2路数据输入，S 为选择控制端，Y 为数据选择器的输出，根据真值表可写出它的输出函数表达式为： 01Y SD SD =+ 如果输入再加上低有效的输入使能端，则输出的表达式变为 0101 _()__Y EN L SD SD EN L S D EN L S D =⋅+=⋅⋅+⋅⋅ 根据上述函数表达式，可画出2输入4位多路选择器的逻辑电路图为。 图2 2输入4位多路选择器的逻辑电路图 《数字逻辑实验报告》 学号：139074131 姓名：吴桂春 班级：计134班 指导老师：申元霞 日期：2018.6.10 实验一名称： 3-8译码设计 一、实验任务设计一个3-8译码器。 二、实验原理 1、列出真值表、写出逻辑函数 三、实验原理图： 三八译码器由三个输入端编码，输出有八个输出端。用与门以及非门通过“导线”连接而成。 四、实验步骤： 1)打开软件max+plus2，建立新目标文件开始画图。并保存原图， 设置工程指向。 2)选择芯片类型 本实验选择EPF10K10LC84-3芯片 3)编译配置 4)时序仿真： 由仿真结果可以看出，本实验仿真成功。 五、实验结果 六、实验分析 1、结合本次实验，简述原理图输入法设计组合电路的步骤。 设计输入原理图→电路的编译与适配→电路仿真与时序分析→管脚的重新分配与定位→器件的下载编程与硬件实现 2、时序仿真波形中，输出波形与输入波形是否同步变化？如何解释 输出波形中存在的毛刺？ 不完全同步变化，存在延迟。 3、连线时，线条不能连接到器件内部，否则会出现编译错误。同时，添加激励脉冲时a，b，c分别为2倍的关系。加错激励信号结 果也将不正确。b5E2RGbCAP 实验二名称：全加全减器设计 一、实验任务 设计并实现一个一位全加全减器。 二、实验原理图 1.列出真值表、写出逻辑函数。 a，b，c为三个输入端，分别输入0或者1，m为控制端当m=1 是全减器，m=0时是全加器，输出端s表示结果，y代表进位或借位。p1EanqFDPw 三、实验步骤： 1）打开软件max+plus2，建立新目标文件开始画图。并保存原图，设置工程指向。 2）选择芯片类型 本实验选择EPF10K10LC84-3芯片 3）编译配置 4）时序仿真：数字逻辑实验报告
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数电实验报告一位减法器一位加法器
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Verilog的用途
实验三三态门
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