四选一数据选择器实验报告

四选一数据选择器

11微电子 黄跃 1117426021

【实验目的】

1．四选一数据选择器，

2．学习Verilog HDL文本文件进行逻辑设计输入； 3．学习设计仿真工具modelsim的使用方法；

【实验内容】

1. 实现四选一数据选择器的“ Verilog ”语言设计。 2. 设计仿真文件，进行验证。

【实验原理】

数据选择器又称为多路转换器或多路开关，它是数字系统中常用的一种典型电路。其主要功能是从多路数据中选择其中一路信号发送出去。所以它是一个多输入、单输出的组合逻辑电路。

4选1数据选择器的元件符号如图一所示，其中D0、D1、D2、D3是4位数据输入端，A0和A0是控制输入端，Y是数据输出端。当A1A0=00时，输出Y=D1；A1A0=01时，Y=D1；A1A0=10时，Y=D2；A1A0=11，Y=D3。 。

A1 A0 D 0 0 D0 0 1 D1 1 0 D2 1 1 D3

Y D0 D1 D2 D3 图 一 4选1数据选择器的元件符号 - 1 -

由真值表写出输出逻辑表达式 F=(A1A0)D0+(A1A0)D1+(A1A0)D2+(A1A0)D3

由逻辑表达式做出逻辑电路图。

图 二 4选1数据选择器原理图

【程序源代码】

module mux4_1(sel,in,out); input [1:0] sel; input [3:0] in; output out; reg out;

always@(sel or in) begin case ({sel[1],sel[0]}) 2'b00: out=in[0]; 2'b01: out=in[1]; 2'b10: out=in[2]; 2'b11: out=in[3]; default: out=1'bx; endcase end

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Endmodule

测试程序代码如下： module test_mux4_1; reg [1:0] S; reg [3:0] IN; wire Y;

mux4_1 M1(.sel(S), .in(IN), .out(Y));

always #10 IN[0]=~IN[0]; always #20 IN[1]=~IN[1]; always #40 IN[2]=~IN[2]; always #80 IN[3]=~IN[3]; initial

begin S=1'b0;IN=4'h0; #100 $stop; end

always #10 S=S+1; endmodule

【仿真和测试结果】

【实验心得和体会】

这次实验与上次相比有明显的进步，通过这次实验我对modelsim的应用更加得心应手，深切的体会到了verilog是一种描述性语言，这次实验总的来说是比较顺利的，但在实验过程中还是遇到了一些问题，比如端口的匹配问题，在写程序的时候误将位宽写在了变量名的后面，虽然程序能够运行但有警告，仿真波形是错误的，可见在写程序时警告有时也是致命的，这要求我们在学习的过程中思想一定要严谨！其次在做实验时一定要多想，例如在学习这门课时，书上说在模块外部输入可以是wire型或reg型，但在写程序时激励模块往往要初始化数据，所以编程时其类型往往声明为reg型，通过这个例子我明白了书上所说的有时往往是一个比较笼统的，而更多的需要我们自己去实践、探索、勤思考，只有这样我们才能把书本上的知识转化为属于我们自己的知识，才能在学习的道路上走的更远！

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