二、4【FPGA】简单的组合逻辑——设计多路选择器

原创 已于 2022-04-15 23:08:33 修改 · 3.9k 阅读 · 20 ·
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#fpga开发 #Verilog HDL #硬件描述语言 #数字电路技术

于 2022-04-11 21:04:38 首次发布
这篇博客详细记录了学习FPGA过程中关于2选1数据选择器的设计与实现过程，包括理论知识、逻辑电路分类、多路选择器的原理，以及Verilog代码的编写和仿真。通过实例讲解了如何使用双4选1数据选择器74HC153，并提供了多种实现方式，如if-else、case语句和条件运算符。此外，还介绍了逻辑仿真的步骤和上板验证的过程，帮助读者深入理解和应用数字逻辑电路。

目录

前言

理论学习

逻辑电路分类：

多路选择器

实战演练

一、设计规划

1.1 实验（项目）目标

1.2 硬件资源

二、程序设计

2.1、模块框图

2.2、波形图绘制

2.3、端口信号信息与真值表

2.4、代码编写

三、逻辑仿真

3.1、仿真文件编写

3.2、仿真波形图对比

四、上板验证

1、管脚约束

2、实际验证

前言

学习说明：以下为本人学习笔记

学习视频：是根据野火FPGA视频教程——第六讲
https://www.bilibili.com/video/BV1nQ4y1Z7zN?p=3

学习资料：《数字电子技术基础》清华大学出版社

理论学习

相关数字电路基础理论学习请参考本人的另一个笔记，可以让你深刻理解相关知识《数字电子技术基础》4.3 若干常用的组合逻辑电路 学习笔记_FPGA-桥的博客-优快云博客《数字电子技术基础》常用的组合逻辑电路编码器和译码器、数据选择器和数据分配器、加法器、数值比较器、奇偶发生/校验器https://blog.youkuaiyun.com/ARM_qiao/article/details/124052097

逻辑电路分类：

  • 组合逻辑电路：电路的输出只与当时的输入有关，而与电路以前的状态无关。
  • 时序逻辑电路：电路的输出不仅与当时的输入有关，还与以前输入有关。

多路选择器

多路选择器别称数据选择器，在多路数据传送过程中能够根据需要将其任意一路选出来的电路叫做数据选择器，也称多路选择器（Data Selector）或多路开关(Multiplexer)。

现以双4选1数据选择器74HC153为例，说明它的工作原理。

实战演练

一、设计规划

1.1 实验（项目）目标

设计并实现2选1多路选择器，主要功能是通过控制信号S确定A路或B路作为输出信号。当S=1时，输出信号为O=A；当S=0时，信号输出为O=B。

1.2 硬件资源

使用按键与LED灯作为实验的模拟，选取KEY1、KEY2、KEY3分别作为信号A、信号B和选通信号S，LED灯D6作为输出信号O。

二、程序设计

2.1、模块框图

2.2、波形图绘制

sel = 0时，out = in_2；sel = 1时，out = in_1

2.3、端口信号信息与真值表

端口信号信息
信号 位宽 类型 功能描述
in1 1bit input 输入信号1
in2 1bit input 输入信号2
sel 1bit
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