fpga选数据选择器

案例1数据选择器1.1 预习内容(1)数据选择器的逻辑功能图1 数据选择器的逻辑符号(2)Quartus软件下的FPGA开发流程设计输入(原理图／HDL文本编辑)，综合，适配，时序仿真与功能仿真，编程下载，硬件测试。

1.2 案例目的熟悉利用QuartusⅡ的代码输入方法设计简单组合电路，并掌握编程配置以及硬件测试验证等一系列相关技术。

1.3 案例环境为了避免将EDA技术的学习仅仅停留在软件设计和功能模拟上而是立足于有效地提高VHDL的应用和实践的能力本章提供了19则基于VHDL的逻辑设计示例及相应的实训案例。

1.4 案例原理图2 数据选择器的逻辑图思考：EDA技术是如何把代码变成网表电路图的？1.5 案例步骤(1)按照第一部分介绍的方法与流程，完成代码的输入、编译、综合，通过对报错信息的分析调试代码直到代码完全正确。

完成电路的仿真，观察仿真波形是否符合电路的逻辑功能要求。

(2)完成电路的引脚锁定，将a，b，s分别锁定到按键或者跳线上，将Y锁定到LED小灯上。

(3)适配、实验板上的硬件测试，观察电路工作是否正常。

1.6 案例报告详细叙述数据选择器的设计流程；给出综合后的网表电路图；给出数据选择器的时序分析情况；最后给出硬件测试流程和结果。

1.7 附录1.7.1 设计代码ENTITY mux21a ISPORT(a, b : IN BIT;s: IN BIT;y: OUT BIT );END ENTITY mux21a;ARCHITECTURE one OF mux21a ISBEGINy <= a WHEN s = '0' ELSE b ;END ARCHITECTURE one;数据选择器的VHDL描述1ENTITY mux21a ISPORT(a, b, s: IN BIT;y:OUT BIT);END ENTITY mux21a;ARCHITECTURE one OF mux21a ISBEGINPROCESS (a,b,s)BEGINIF s='0' THENy <= a; ELSEy <= b;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE one;数据选择器的VHDL描述2 1.7.2 仿真结果图4 数据选择器仿真波形图。

根据给定的输入地址代码，数据选择器从一组输入信号中选择一个指定的，并将其发送到输出端的组合逻辑电路。

有时也称为多路复用器或多路复用器。

该图显示了四分之四数据选择器的示意图。

在图中，D0，D1，D2和D3是四个数据输入端子，Y是输出端子，而A1和A0是地址输入端子。

从表中可以看出，可以使用指定A1A0的代码选择四个输入数据D0，D1，D2和D3中的任何一个并将其发送到输出。

因此，数据选择器可以实现数据的多通道分时传输。

另外，数据选择器被广泛用于生成任何种类的组合逻辑功能。

在图中所示的电路中，如果将y视为A0，A1和D0，D1，D2和D3的函数，则可以写为。

如果将A1和A0视为两个输入逻辑变量，并且将D0，D1，D2和D3视为第三输入逻辑变量A2的不同状态（即A2，/ A2、1或0），则任何所需的组合逻辑函数可以生成三个变量A2，A1和A0。

可以看出，具有N位地址输入的数据选择器可以生成输入变量数量不大于n +1的任何组合逻辑函数。

实验步骤
1.打开莱迪思钻石并设置项目。

2.创建一个新的Verilog HDL设计文件，然后输入设计代码。

3.合成并分配引脚，将输入信号a和b分配给DIP开关，并将输出信号led0〜led3分配给板上的LED。

sel [0] / N14，sel [1] / M14，a / M7，b / M8，，c / M9，d / M10，led / N13
4.构建并输出编程文件，并将其刻录到FPGA的Flash中。

5.按下相应的键/拨动DIP开关并观察输出结果。

数据选择器的电路原理与功能数据选择器是一种常见的数字电路，用于选择多个输入信号中的一个或几个输出信号。

在现代电子设备中广泛使用的数据选择器通常实现在集成电路中，能够高效地选择信号，并将其传递给后续电路进行处理。

本文将详细介绍数据选择器的电路原理和功能。

一、数据选择器的电路原理数据选择器的基本电路原理是利用控制信号来控制多个开关的状态。

这些开关将输入信号连接到输出信号线上。

具体来说，当控制信号S0和S1的状态为00时，开关连接到A输入信号，输出为A；当控制信号状态为01时，开关连接到B输入信号，输出为B；当控制信号状态为10时，开关连接到C输入信号，输出为C；当控制信号状态为11时，开关连接到D输入信号，输出为D。

在基本电路中，选择开关采用逻辑门的形式实现。

具体来说，当控制信号S0和S1的状态发生改变时，选择开关将信号切换到不同的输入信号线上，从而改变输出信号。

二、数据选择器的功能1.多路选择：数据选择器可以选择多个输入信号中的一个或几个输出信号。

通过控制信号的不同状态，可以选择不同的输入信号作为输出信号。

这种多路选择的功能在数字电子设备中经常遇到，例如在计算机的数据通路中，根据控制信号选择不同的寄存器、缓冲器或处理器。

2.数据交换：数据选择器可以用于数据交换的应用。

例如，在计算机系统中，数据选择器可用于选择来自不同源的数据的输出，以便将数据传递给正确的目的地。

数据选择器还可以用于实现多路复用器和分配器等电路，使得多个信号可以通过一个信道进行传输。

3.逻辑运算：数据选择器可以通过逻辑运算来实现更复杂的功能。

例如，可以使用与门和非门实现与非逻辑功能，进一步扩展数据选择器的功能。

通过适当选择和操作输入信号，可以实现逻辑运算和条件控制，以满足不同的应用需求。

4.减少电路复杂度：数据选择器可以减少电路的复杂度和成本。

通过使用数据选择器，可以将多个输入信号连接到一个输出信号上，而不需要为每个输入信号都提供一个独立的电路。

目录第1章FPGA系统 (1)1.1 系统简介 (1)1.2 系统功能特点 (1)1.3 开发平台标准配置 (2)1.4 功能模块介绍 (2)1.4.1 电源 (2)1.4.2 系统时钟 (3)1.4.3 LED灯 (3)1.4.4 8位拨码开关 (3)1.4.5 数码管显示 (4)1.4.6 键盘阵列 (5)1.4.7 独立矩形波信号源 (5)1.4.8 蜂鸣器 (6)第2章基础门电路及触发器 (8)2.1 实验一基本门电路 (8)2.1.1 实验目的 (8)2.1.2 实验内容 (8)2.1.3 实验原理及说明 (8)2.1.4 实验步骤 (8)2.1.5 参考程序及引脚分配 (9)2.2 实验二基本触发器 (10)2.2.1 实验目的 (10)2.2.2 实验内容 (10)2.2.3 实验原理及说明 (10)2.2.4 实验步骤 (10)2.2.5 参考程序及引脚分配 (11)2.3 实验三3-8译码器 (13)2.3.1 实验目的 (13)2.3.2 实验内容 (13)2.3.3 实验原理 (13)2.3.4 实验步骤 (13)2.3.5 参考程序及引脚分配 (14)2.4 实验四8—3编码器 (15)2.4.1 实验目的 (15)2.4.2 实验内容 (15)2.4.3 实验原理 (15)2.4.4 实验步骤 (15)2.4.5 参考程序及引脚分配 (16)2.5 实验五BCD八段显示译码器 (17)2.5.1 实验目的 (17)2.5.2 实验内容 (17)2.5.4 实验步骤 (17)2.5.5 参考程序及引脚分配 (17)2.6 实验六四选一数据选择器 (19)2.6.1 实验目的 (19)2.6.2 实验内容 (19)2.6.3 实验原理及说明 (19)2.6.4 实验步骤 (19)2.6.5 实验参考程序及引脚分配： (20)2.7 实验七数值比较器 (21)2.7.1 实验目的 (21)2.7.2 实验内容 (21)2.7.3 实验原理及说明 (21)2.7.4 实验步骤 (21)2.7.5 参考程序及引脚分配 (22)2.8 实验八4位二进制加法器 (23)2.8.1 实验目的 (23)2.8.2 实验内容 (23)2.8.3 实验原理及说明 (23)2.8.4 实验步骤 (24)2.8.5 参考程序及引脚分配 (24)2.9 实验九4位二进制乘法器 (26)2.9.1 实验目的 (26)2.9.2 实验内容 (26)2.9.3 实验原理及说明 (26)2.9.4 实验步骤 (27)2.9.5 参考程序及引脚分配 (27)第3章逻辑电路 (31)3.1 实验十移位寄存器 (31)3.1.1 实验目的 (31)3.1.2 实验内容 (31)3.1.3 实验原理 (31)3.1.4 实验步骤 (31)3.1.5 参考程序及引脚分配 (31)3.2 实验十一串行并行转换 (33)3.2.1 实验目的 (33)3.2.2 实验内容 (33)3.2.3 实验原理及说明 (33)3.2.4 实验步骤 (34)3.2.5 参考程序及引脚分配 (34)3.3 实验十二单时钟同步可逆计数器 (35)3.3.1 实验目的 (35)3.3.2 实验内容 (35)3.3.3 实验原理及说明 (36)3.3.5 参考程序及引脚分配 (36)3.4 实验十三顺序脉冲发生及其检测 (38)3.4.1 实验目的 (38)3.4.2 实验内容 (38)3.4.3 实验原理及说明 (38)3.4.4 实验步骤 (39)3.4.5 参考程序及引脚分配 (39)3.5 实验十四按键数码管循环左移显示 (41)3.5.1 实验目的 (41)3.5.2 实验内容 (41)3.5.3 实验原理 (41)3.5.4 实验步骤 (42)3.5.5 参考程序和引脚分配 (42)3.6 实验十五电子时钟 (45)3.6.1 实验目的 (45)3.6.2 实验内容 (45)3.6.3 实验原理 (46)3.6.4 实验步骤 (46)3.6.5 参考程序及引脚分配 (46)3.7 实验十六按键控制 (52)3.7.1 实验目的 (52)3.7.2 实验内容 (52)3.7.3 实验原理 (52)3.7.4 实验步骤 (53)3.7.5 参考程序及引脚分配 (53)第4章FPGA综合应用 (60)4.1 实验十七数字密码锁 (60)4.1.1 实验目的 (60)4.1.2 实验内容 (60)4.1.3 实验原理 (60)4.1.4 实验步骤 (61)4.1.5 参考程序及引脚分配 (61)4.2 实验十八智力抢答器 (66)4.2.1 实验目的 (66)4.2.2 实验内容 (66)4.2.3 实验原理及说明 (66)4.2.4 实验步骤 (67)4.2.5 参考程序及引脚分配 (68)4.3 实验十九自动售货机 (74)4.3.1 实验目的 (74)4.3.2 实验内容 (74)4.3.3 实验原理 (74)4.3.4 实验步骤 (75)4.3.5 参考程序和引脚分配 (75)4.4 实验二十数字频率计 (80)4.4.1 实验目的 (80)4.4.2 实验内容 (80)4.4.3 实验原理 (80)4.4.4 实验步骤 (81)4.4.5 参考程序及引脚分配 (81)第1章 FPGA系统1.1系统简介FPGA系统教学开发平台采用国际著名可编程逻辑器件公司Altera 的Cyclone系列5万门芯片为核心，整个平台采用模块化设计，各种模块可以自由组合，同时提供丰富的扩展接口，非常适合于FPGA初学者。

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 FPGALi 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; design0 引言20世纪以来，数字信号处理技术已逐渐渗透到通信、家电、军事等各个应用领域。

基于FPGA实现四选一选择器的设计摘要本文是基于FPGA的四选一选择器的设计：基于FPGA在数据选择方面的优势，把FPGA作为选择器的控制核心；主要研究如下：软件部分——四选一选择器程序。

针对数据选择器的设计，对FPGA进行了型号选择，使用VHDL语言在型号FLEX10K/20RC208-4上编写了四选一选择器的程序，通过使能端的控制，从而达到四选一的功能。

硬件部分——使用protel画出原理图并作出PCB板。

本设计采用了单八路模拟开关CD4051，通过输入端的控制，选择一路信号，通过ADC0804模数转化，输出8路信号给FLEX10K/20RC208-4，经FLEX10K/20RC208-4处理后，接TCL7528后，将数字信号转换为模拟信号并输出。

本文通过软件和硬件的两个方面的设计，实现了四选一选择器的功能。

关键词：FPGA ；VHDL ；PROTEL ；选择器内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）FPGA implementation based on four selected design of a selectorAbstrateThis article is based on a choice selection of four FPGA Design: FPGA-based data selection in the advantages of the FPGA as a selector control center; main research are as follows:Software parts - 4 election a choice program. Design for data selection, model selection on the FPGA, using the VHDL language in the model FLEX10K/20RC208-4 four selected to write a program selector, by enabling the client to control, so as to achieve a function of four elections.Hardware - protel schematic drawing and make a PCB board. This design uses a single eight-way analog switches CD4051, through the control input, select the way the signal, ADC0804 module through the transformation of the output signal 8 to FLEX10K/20RC208-4, by FLEX10K/20RC208-4 treatment, then TCL7528, will digital signal is converted to analog signals and output.In this paper, two aspects of hardware and software design, implementation, choose one of four selector functions.Keywords: FPGA ; VHDL ; ROTEL ; selectorI目录摘要 .............................................................................................................................................. Abstrate (I)第一章绪论 01.1 FPGA简介 01.1.1 FPGA发展现状 01.1.2 FPGA的发展趋势 (1)1.1.3 FPGA基本结构 (1)1.1.4 FPGA的特点 (3)1.1.5 FPGA选型 (4)1.1.6 FPGA设计原则 (5)1.2本论文研究的主要内容 (6)第二章FPGA芯片设计 (7)2.1 BTYG-EDA实验开发系统简介 (7)2.1.1 BTYG-EDA实验开发系统特点 (7)2.1.2 BTYG-EDA实验开发系统资源介绍 (7)2.1.3 主芯片引脚和外部硬件连接关系 (7)2.2 FLEX10K/20RC208-4 (11)2.3 本章小结 (13)第三章MAX+plus II软件和VHDL语言――软件部分 (14)3.1 MAX+plus II开发软件 (14)3.1.1 MAX+plus II功能特点 (14)3.1.2 MAX+plus II系统要求 (15)3.1.3 MAX+plus II设计流程 (15)3.2 VHDL语言简介 (18)3.2.1 VHDL基本介绍 (18)3.2.2 VHDL语言的特点 (19)3.2.3 VHDL系统优势 (20)II内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3.2.4 VHDL程序基本结构 (20)3.3 MAX十plus II中硬件描述语言输入的设计过程 (21)3.3.1 输入VHDL文件 (21)3.3.2 将文件指定为设计项目 (21)3.3.3 项目编译 (22)3.3.4 项目仿真 (22)3.4 程序仿真介绍及仿真图 (22)3.5本章小结 (24)第四章protel99——硬件部分 (25)4.1 protel简介 (25)4.1.1 Protel99SE的功能特点 (25)4.1.2 用Protel99SE进行电路设计的步骤 (26)4.2 四选一选择器的原理图及各元件介绍 (26)4.3 本章小结 (33)第五章总结与展望 (34)5.1 取得的成果 (34)5.2 工作展望 (34)参考文献 (35)附录A (36)附录B (37)致谢 (39)III第一章绪论1.1 FPGA简介1.1.1 FPGA发展现状当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会，数字集成电路本身在不断地进行更新换代。

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。

下一步就点完成。

3．建立文本程序文件选择File菜单下的New或者直接点击工具栏中的新建图标，选择新建文件类型为VHDL File。

接下来另存文件：保存时需更改文件名与项目名称一样，注意保存在同一个工程文件夹下面。

verilog4选一数据选择器原理(一)Verilog中的4选1数据选择器简介在数字电路中，数据选择器是一种常见的电路组件，用于从多个数据输入中选择一个输出。

Verilog是一种硬件描述语言，广泛用于数字电路的设计和仿真。

本文将介绍Verilog中的4选1数据选择器的原理和实现方法。

原理4选1数据选择器有4个输入和1个输出。

根据选择信号，从4个输入中选择一个输入作为输出。

选择信号是2位的二进制数，共有4种可能的状态，每种状态对应一个输入。

当选择信号为00时，输出为第一个输入；当选择信号为01时，输出为第二个输入；当选择信号为10时，输出为第三个输入；当选择信号为11时，输出为第四个输入。

逻辑电路图以下是4选1数据选择器的逻辑电路图：______S0 ----| || |S1 ----| |----- Y|______|Verilog实现下面是实现4选1数据选择器的Verilog代码示例：module mux4to1 (input [3:0] D, input [1:0] S, outpu t Y);assign Y = (S[1] & S[0] & D[3]) | (S[1] & ~S[0] & D [2])| (~S[1] & S[0] & D[1]) | (~S[1] & ~S[0] & D[0]);endmodule在上面的代码中，D是4个输入的信号线，S是选择信号线，Y是输出信号线。

根据选择信号的不同状态，使用逻辑运算符进行输入的选取，然后将结果输出到输出信号线Y上。

仿真测试为了验证4选1数据选择器的正确性，可以进行仿真测试。

以下是一个简单的测试示例：module test_mux4to1;// Declare signalsreg [3:0] D;reg [1:0] S;wire Y;// Instantiate the modulemux4to1 mux (D, S, Y);// Stimulusinitial begin// Test case 1D = 4'b0001; S = 2'b00; // Expect Y to be 0 #10;// Test case 2D = 4'b0001; S = 2'b01; // Expect Y to be 0 #10;// Test case 3D = 4'b0001; S = 2'b10; // Expect Y to be 0 #10;// Test case 4D = 4'b0001; S = 2'b11; // Expect Y to be 1 #10;$finish;endendmodule上述代码中，D和S是输入信号，Y是输出信号。