计算机组成原理实验报告
——实验一多路选择器的设计与实现
专业：计算机科学与技术（师）
姓名：XXX
学号：
指导老师：
完成日期：
一、实验目的
1、回顾多路选择器的原理
2、熟悉Logisim软件的使用方法
3、熟悉ISE软件的开发过程
4、锻炼使用VHDL语言面熟硬件的能力
5、熟悉Digilent Nexy3 FPGA开发板
二、实验容
用两种方法实现一个两位数据的2选1多路选择器
1、用Logisim软件设计2选1多路选择器并进行仿真
2、使用VHDL语言设计2选1多路选择器，并在ISE环境下进行综合、仿真、调试，并下载到Digilent Nexy3 FPGA开发板进行验证
三、实验过程
第一部分：用Logisim实现2选1多路选择器
Step 1：创建工程
2选1多路选择器的逻辑表达式：Z=（A* S）+
（B*S），由此可知一个2选1多路选择器需要
用到与、或、非三种逻辑门电路
Step 2：添加元件
添加U1、U2、U3、U4四个与门电路，U5一个
非门电路，U6、U7两个或门电路
添加A0、A1、B0、B1、S五个输入端口，Z0、
Z1两个输出端口
完成后如下图所示：
Step3：连线
完成后如下图所示：
Step 4：仿真
Step 5：编辑电路外观
Step 6: 电路应用
四、实验结果
第一部分：用Logisim实现2选1多路选择器实验结果
1、表格：
序号
输入输出
A1A0 B1B0 S Z1Z0（预期) Z1Z0(实际)
1 00 01 1 01 01
2 00 10 1 10 10
3 00 11 1 00 11
4 01 00 0 01 01
5 10 00 0 10 10
6 11 00 0 11 11
2、截图
谢谢欣赏实验三数据选择器 实验人员：班号：学号： 一、实验目的 (1) 熟悉并掌握数据选择器的功能。 (2) 用双4选1数据选择器74LS153设计出一个16选1的数据选择器。 (3) 用双4选1数据选择器74LS153 设计出一个全加法器。 二、实验设备 数字电路实验箱，74LS00，74LS153。 三、实验内容 (1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能。 74LS153含有两个4选1数据选择器，其中A0和A1为芯片的公共地址输入端，Vcc 和GND分别为芯片的公共电源端和接地端。Figure1为其管脚图： Figure 1 1Q=A1A01D0+A1A0?1D1+A1A0?1D2+A1A0?1D3 2Q=A1A02D0+A1A0?2D1+A1A0?2D2+A1A0?2D3 按下图连接电路： Figure 2 (2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B和两名操作员C、D，只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作，则发射导弹F。利用所给的实验仪器设计出一个符合上述要求的16选1数据选择器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。 思路： 由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端的地址之中的一个，进而实现选择该数据输入端中的数据的功能，即16选1。而公共的A0、A1两个地址输入端和S使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）一共可以提供三个地址输入端，故需要采用降维的方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端Dx 中。本实验可以降一维，也可以降两位。由于两位比较复杂，本实验选择使用降一维的方式。 做法： 画出如应用题中实现所需功能的卡诺图： 谢谢欣赏
实验三数据选择器 实验人员：班号：学号： 一、实验目得 (1)熟悉并掌握数据选择器得功能. (２）用双4选1数据选择器74LS１５3设计出一个16选1得数据选择器。 (3)用双4选1数据选择器7４LS１53 设计出一个全加法器。 二、实验设备 数字电路实验箱，74LS0０,7４LS153. 三、实验内容 (1）测试双4选1数据选择器７4LＳ153得逻辑功能。 ７4LS153含有两个4选1数据选择器,其中与为芯片得公共地址输入端，与分别为芯片得公共电源端与接地端.Figure1为其管脚图: Figｕｒe 错误!未定义书签。 ?按下图连接电路： Fｉｇuｒe 错误!未定义书签。 (2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B与两名操作员Ｃ、Ｄ,只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作,则发射导弹F．利用所给得实验仪器设计出一个符合上述要求得１６选１数据选择器，并用数字电路实验箱上得小灯与开关组合表达实验结果。 思路: 由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端得地址之中得一个,进而实现选择该数据输入端中得数据得功能，即1６选１。而公共得、两
个地址输入端与使能端(用于片选,已达到分片工作得目得,进而扩展了一位输入)一共可以提供三个地址输入端,故需要采用降维得方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端 中。本实验可以降一维,也可以降两位。由于两位比较复杂,本 实验选择使用降一维得方式。 做法: ?画出如应用题中实现所需功能得卡诺图: 00 0１ １1 1０ 0０ 01 0 0 0 ０ 0 0 １ 0 １1 ０ ０ １ ０ 10 1 : ０0 01 11 10 0 1 0 0 Ｄ 0 0 1 ,“1”表示高电平,“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；A 、Ｂ、C 、Ｄ分别为题中得两个司令员得同意情况与两个操作员得操作情况;F 为导弹发射情况,将Ｆ接到小灯上即可。电路如Figu ｒｅ 1所示(图中 即 ，后面得图均为如此）: Ｆｉgure 3 AB CD C AB
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
Verilog HDV 数字设计与综合 实验报告 微电子0901班 姓名：袁东明 _ 学号：_04094026 一、实验课题： 1.八选一数据选择器 2.四位数据比较器 二、八选一数据选择器Verilog程序： 2.1主程序 module option(a,b,c,d,e,f,g,h,s0,s1,s2,out); input [2:0] a,b,c,d,e,f,g,h; input s0,s1,s2; output [2:0] out; reg [2:0] out; always@(a or b or c or d or e or f or g or h or s0 or s1 or s2) begin case({s0,s1,s2}) 3'd0 : out=a;
3'd1 : out=b; 3'd2 : out=c; 3'd3 : out=d; 3'd4 : out=e; 3'd5 : out=f; 3'd6 : out=g; 3'd7 : out=h; endcase end endmodule 2.2激励程序 module sti; reg [2:0] A,B,C,D,E,F,G,H; reg S0,S1,S2; wire [2:0] OUT; option dtg(A,B,C,D,E,F,G,H,S0,S1,S2,OUT); initial begin A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=0;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=0;S2=1; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=1;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=1;S2=1; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=1;S1=0;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=1;S1=0;S2=1;
实验三 数据选择器 实验人员： 班号： 学号： 一、实验目的 (1) 熟悉并掌握数据选择器的功能。 (2) 用双4选1数据选择器74LS153设计出一个16选1的数据选择器。 (3) 用双4选1数据选择器74LS153 设计出一个全加法器。 二、实验设备 数字电路实验箱，74LS00，74LS153。 三、实验内容 (1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能。 74LS153含有两个4选1数据选择器，其中A 0和A 1为芯片的公共地址输入端，V cc 和GND 分别为芯片的公共电源端和接地端。Figure1为其管脚图： Figure 1 1Q =A 1A 0???????1D 0+A 1???A 0?1D 1+A 1A 0????1D 2+A 1A 0?1D 3 2Q =A 1A 0???????2D 0+A 1???A 0?2D 1+A 1A 0????2D 2+A 1A 0?2D 3 按下图连接电路： Figure 2
(2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B和两名操作员C、D，只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作，则发射导弹F。利用所给的实验仪器设计出一个符合上述要求的16选1数据选择器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。 思路： 由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端的地址之中的一个，进而实现选择该数据输入端中的数据的功能，即16选1。而公共的A0、A1两个地址输入端和S使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）一共可以提供三个地址输入端，故需要采用降维的方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端D x中。本实验可以降一维，也可以降两位。由于两位比较复杂，本实验选择使用降一维的方式。 做法： 画出如应用题中实现所需功能的卡诺图： 将D降到数据输入端中。对应的卡诺图如下： 按上述卡诺图连接电路，用开关控制送给各输入高低电平。其中，“1”表示高电平，“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；A、B、C、D分别为题中的两个司令员的同意情况和两个操作员的操作情况；F为导弹发射情况，将F接到小灯上即可。电路如Figure 3所示（图中C x即D x，后面的图均为如此）：
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 ）
实验报告 一、实验目的 熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计流程全过程，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、实验设备 GW48系列SOPC/EDA实验开发系统实验箱一台计算机一台 三、实验内容 1首先利用QuartusⅡ完成2选1多路选择器的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤，给出下图所示的仿真波形。最后在实验系统上进行硬件测试，验证本项设计的功能。 源程序为: ENTITY mux21a IS PORT ( a, b, s: IN BIT; y : OUT BIT ); END ENTITY mux21a; ARCHITECTURE one OF mux21a IS BEGIN PROCESS (a,b,s) BEGIN IF s = '0' THEN y <= a ; ELSE y <= b ; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE one ;
图（1 ) 2选1多路选择器的编译图 、图(2) 功能仿真的波形图 图(3 ) 功能引脚图
图(4) 2选1多路选择器的RTL电路 2. 将此多路选择器看成是一个元件mux21a，利用元件例化语句描述图，并将此文件放在同一目录中。并对上例分别进行编译、综合、仿真,并对其仿真波形做出分析说明。以下是程序： 图(5) 双二选一多路选择器的编译图
图(6) 双路数据选择器功能仿真图 图(7) 双二选一多路选择器的引脚锁定图图 5 双2选1多路选择器 图(8) 双路数据选择器RTL电路图
图(9) 编程下载图 3.、引脚锁定以及硬件下载测试。若选择目标器件是EP1C3，建议选实验电路模式5，用键1(PIO0，引脚号为1)控制s0；用键2(PIO1，引脚号为2)控制s1；a3、a2 和a1 分别接clock5(引脚号为16)、clock0(引脚号为93)和clock2(引脚号为17)；输出信号outy仍接扬声器spker(引脚号为129)。通过短路帽选择clock0接256Hz信号，clock5 接1024Hz，clock2 接8Hz 信号。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，可使扬声器输出不同音调）。 图(10) 实验电路模式5
第八次实验报告 实验六 数据选择器 一、实验目的要求 1、 熟悉中规模集成电路数据选择器的工作原理与逻辑功能 2、 掌握数据选择器的应用 二、实验仪器、设备 直流稳压电源、电子电路调试器、T4153、CC4011 三、实验线路、原理框图 (一)数据选择器的基本原理 数据选择器是常用的组合逻辑部件之一，它有若干个输入端，若干个控制输入端及一个输出端。 数据选择器的地址变量一般的选择方式是： （1） 选用逻辑表达式各乘积项中出现次数最多的变量（包括原变量与反变量），以简 化数据输入端的附加电路。 （2） 选择一组具有一定物理意义的量。 （二）T4153的逻辑符号、逻辑功能及管脚排列图 （1）T4153是一个双4选1数据选择器，其逻辑符号如图1： 图1 （2） T4153的功能表如下表 其中D0、D1、D2、D3为4个数据输入端；Y 为输出端；S 是使能端，在S 是使能端，在 原SJ 符号
S =0时使能，在S =1时Y=0；A1、A0是器件中两个选择器公用的地址输入端。该器件的 逻辑表达式为： Y=S （1A 0A 0D +101D A A +201D A A +301A A A ） （3） T4153的管脚排列图如图2 图2 （三）利用T4153四选一数据选择器设计一个一位二进制全减器的实验原理和实验线路 （1）一位二进制全减器的逻辑功能表见下表： n D =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C n C =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C =n A n B 1-n C +n A n B +n A n B 1-n C （3）根据全减器的逻辑功能表设计出的实验线路图为图3： S 11D 3 1D 2 1D 1 1D 0 1Y
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，
电气工程学院电工电子教学基地 数字电子技术实验 实验报告 仿真实验1 用数据选择器设计函数发生器 学号：18291035 姓名：陈涟漪 班级：电气1802 成绩： 指导教师：周晖 完成时间：2020年5 月15 日
数字电子技术实验 仿真实验1 用数据选择器设计函数发生器 1 实验任务 使用数据选择器74LS151和适当门电路设计一函数发生器，能够实现4位二进制码数据范围指示功能。要求该函数发生器能区别以下三种情况： （1）0≤X≤4； （2）5≤X≤9； （3）10≤X≤15。 2 实验电路
3 实验步骤 采用A、B、C、D取0或1依次表示这四位二进制码的从高到低位的取值（例如:A=0，B=1，C=0，D=0表示四位二进制码0100）。则对于第一组来说，共有5个四位二进制码包含在其中，用卡诺图表示如下： 化简即得： 同理，也有5个数包含在第二组中，卡诺图如下： 化简即得： 第三组包含了6个数，卡诺图如下：
化简即得： 对以上三个式子都去两次非并利用摩根定律可得： 这样就完成了该问题的逻辑转化。 根据前面对该实验分析所得到的逻辑表达式可以发现，输入变量为A、B、C、D，但是在后面的逻辑运算中它们的“非”都用到了，也就是第一步我们要得到这四个变量的非。然后再进行后面的与非运算。三个输出变量的状态也可以用三个灯泡来表示，这里采用了三个颜色不同的灯泡用以区分。到这里，逻辑图就可以很容易的用Multisim软件模拟出来。 其中，最上面的X1灯泡亮时，表示输入数字在0≤X≤4范围内，X2亮时表示输入数字在5≤X≤9范围内，X3亮时表示输入数字在10≤X≤15范围内。这里还是用了四个开关，每个开关“开”表示1，“关”表示0，四个开关以ABCD的顺序来表示四位二进制数。四位二进制数同上，也有16中情况，这里不做一一展示，只对每一类给出一种模拟结果。
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。
实验三选数据选择器实 验报告 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
实验三、八选一数据选择器 一、实验目的： 1.熟悉Quartus II6.0软件的使用和FPGA设计流程 2.用VHDL语言进行八选一数据选择器的设计 二、实验步骤： 一．建立文件夹：在D盘“xingming”的文件夹下建立一个名为“choice8”的文件夹。 二．建立新工程 1.双击桌面上Quartus II6.0 的图标，启动该软件。 2.通过File => New Project Wizard… 菜单命令启动新项目向导。在 随后弹出的对话框上点击Next按钮，在 What is the working directory for this project 栏目中设定新项目所使用的路径：D:\xingming\choice8；在 What is the name of this project 栏目中输入新项目的名字:choice8，点击 Next 按钮。在下一个出现的对话框中继续点击Next,跳过这步。 3.为本项目指定目标器件：选择器件系列为ACEX1K ,选择具体器件为 EP1K30TC144-3 1728 24576 ,再点击Next。在弹出的下一对话框中继续点击Next ，最后确认相关设置，点击Finish按钮，完成新项目创建。 三．设计输入 1.建立一个VHDL文件。通过 File => New 菜单命令，在随后弹出的对 话框中选择 VHDL File选项，点击 OK 按钮。通过 File => Save As 命令，将其保存，并加入到项目中。 2.在VHDL界面输入8选1数据选择器程序，然后通过File => Save
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
实验三、八选一数据选择器 一、实验目的： 1.熟悉Quartus II6.0软件的使用和FPGA设计流程 2.用VHDL语言进行八选一数据选择器的设计 二、实验步骤： 一．建立文件夹：在D盘“xingming”的文件夹下建立一个名为“choice8” 的文件夹。 二．建立新工程 1.双击桌面上Quartus II6.0 的图标，启动该软件。 2.通过File => New Project Wizard… 菜单命令启动新项目向导。在随后弹 出的对话框上点击Next按钮，在 What is the working directory for this project 栏目中设定新项目所使用的路径：D:\xingming\choice8；在What is the name of this project 栏目中输入新项目的名字:choice8，点击 Next 按钮。在下一个出现的对话框中继续点击Next,跳过这步。 3.为本项目指定目标器件：选择器件系列为ACEX1K ,选择具体器件为 EP1K30TC144-3 1728 24576 ,再点击Next。在弹出的下一对话框中继续点击Next ，最后确认相关设置，点击Finish按钮，完成新项目创建。 三．设计输入 1.建立一个VHDL文件。通过 File => New 菜单命令，在随后弹出的对话框中 选择 VHDL File选项，点击 OK 按钮。通过 File => Save As 命令，将其保存，并加入到项目中。 2.在VHDL界面输入8选1数据选择器程序，然后通过File => Save As 命 令保存。
四．综合适配 1.选择Processing =>Start Compilation命令,检查发现无程序语法错误。 2.执行Tools =>Netlist Viewer =>RTL Viewe, 生成RTL图。 五．模拟仿真 1.在 File 菜单下，点击 New 命令。在随后弹出的对话框中，切换到 Other Files 页。选中 Vector Waveform File 选项，点击 OK 按钮。 2.选择命令 Edit=>End Time ，时间设置为30000ns , 进入到波形编辑界 面。在 Edit 菜单下，点击Insert Node or Bus… 命令,或在结点名字区连续双击鼠标左键两次，在新出现的框图中点击Node Finder出现结点查找器窗口搜索结点名, 在上一个框图中点击 Node Finder… 按钮后，打开Node Finder 对话框。点击 List 按钮，列出电路所有的端子。点击 >> 按钮，全部加入。点击 OK 按钮，确认。 3.回到 Insert Node or Bus 对话框，点击 OK 按钮，确认。 4.编辑输入激励信号波形.选中 a 信号，在 Edit 菜单下，选择 Value => Clock… 命令。在随后弹出的对话框的 Period 栏目中设定参数为10ns，点击 OK 按钮，重复前面的操作，设置输入信号b的参数为20ns ，c信号的参数为30ns，d信号的参数为40ns，e信号的参数为50ns，f信号的参数为60ns，g信号的参数为70ns，h信号的参数为80ns，输入激励信号波形编辑完毕。同样的，s[0]、s[1]、s[2]的参数分别设置为10ns、20ns、30ns。 5.功能仿真：(1)Processing=>Generate Functional Simulation Netlist
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。
译码器和数据选择器 12级电子信息工程20121060192 朱加熊 实验目的 1、熟悉集成译码器和数据选择器。 2、掌握集成译码器和数据选择器的应用。 3、学习组合逻辑电路的设计。 实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件： 74LS00 二输入端四“与非”门1片 74LS20 四输入端双“与非”门1片 74LS139 双2-4先译码器1片 74LS153 双4选1数据选择器1片 实验内容 1、译码器逻辑功能测试 将74LS139译码器按图3.1接线，按表3.1分别置位输入电平，填输出状态表。
仿真结果Y0 Y1
Y2 Y3
2、译码器转换 将双2-4线译码器转换为3-8译码器。 （1）、画出转换电路图。 （2）、在试验箱上接线并验证设计是否正确。 （3）、设计并填写该3-8线译码器逻辑功能表，画出输入、输出波形。 电路图
逻辑功能表 注：表中Y=Yi 表示Yi=0，其余输 出值为1 3、数据选择器的测试及应 用 （1）、将双4选1数据选择器74LS153参照图3.2接线，测试其逻辑功能并填写功能表3.2. A B C Y 0 0 0 Y0 0 1 Y1 0 1 0 Y 2 0 1 1 Y 3 1 0 0 Y 4 1 0 1 Y 5 1 1 0 Y 6 1 1 1 Y7
（2）、将试验箱上4个不同频率的脉冲信号接到数据选择器4个输入端，将选择端置位，使输入端分别观察到4种不同频率的脉冲信号。 （3）、分析上述实验结果并总结数据选择器的作用。 逻辑功能表 输出控制选择端数据输入端输出 E A1 A2 D3 D2 D1 D0Y H X X X X X X L L L L X X X L L L L L X X X H H L L H X X L X L L L H X X H X H L H L X L X X L L H L X H X X H
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