【verilog】杭电-数电实验8 移位寄存器设计

源代码

`timescale 1ns / 1ps

module sreg (
    input cr_,
    input cp,
    input [1:0] s,
    input Sr,
    Sl,
    input [7:0] D,
    output reg [7:0] Q
);
  always @(posedge cp or negedge cr_) begin
    if (!cr_) Q <= 8'b0;
    else begin
      case (s)
        2'b01:   Q <= {Sr, Q[7:1]};
        2'b10:   Q <= {Q[6:0], Sl};
        2'b11:   Q <= D;
        default: Q <= Q;
      endcase
    end
  end
endmodule

引脚

set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports cp]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports cr_]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports Sl]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports Sr]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports cr_]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports Sl]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports Sr]
set_property BITSTREAM.GENERAL.COMPRESS TRUE [current_design]
set_property PACKAGE_PIN R1 [get_ports {Q[7]}]
set_property PACKAGE_PIN P2 [get_ports {Q[6]}]
set_property PACKAGE_PIN P1 [get_ports {Q[5]}]
set_property PACKAGE_PIN N2 [get_ports {Q[4]}]
set_property PACKAGE_PIN M1 [get_ports {Q[3]}]
set_property PACKAGE_PIN M2 [get_ports {Q[2]}]
set_property PACKAGE_PIN L1 [get_ports {Q[1]}]
set_property PACKAGE_PIN J2 [get_ports {Q[0]}]
set_property PACKAGE_PIN R4 [get_ports cp]
set_property PACKAGE_PIN T3 [get_ports cr_]
set_property PACKAGE_PIN U3 [get_ports {s[1]}]
set_property PACKAGE_PIN T4 [get_ports {s[0]}]
set_property PACKAGE_PIN V3 [get_ports Sl]
set_property PACKAGE_PIN V4 [get_ports Sr]
set_property PACKAGE_PIN W4 [get_ports {D[7]}]
set_property PACKAGE_PIN Y4 [get_ports {D[6]}]
set_property PACKAGE_PIN Y6 [get_ports {D[5]}]
set_property PACKAGE_PIN W7 [get_ports {D[4]}]
set_property PACKAGE_PIN Y8 [get_ports {D[3]}]
set_property PACKAGE_PIN Y7 [get_ports {D[2]}]
set_property PACKAGE_PIN T1 [get_ports {D[1]}]
set_property PACKAGE_PIN U1 [get_ports {D[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {D[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {Q[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {s[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS18 [get_ports {s[0]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[7]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[6]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[5]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[4]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[3]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[2]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[1]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {D[0]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[7]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[6]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[5]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[4]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[3]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[2]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[1]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {Q[0]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {s[1]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports {s[0]}]
set_property PULLTYPE PULLDOWN [get_ports cp]
set_property DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets cp]
set_property DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets cr_]

仿真

`timescale 1ns / 1ps

// 定义测试模块,通常以被测试模块名加"_tb"作为模块名,方便识别
module sim();

    // 声明与被测试的sreg模块端口对应的信号,输入信号定义为reg类型,以便在测试中赋值改变
    reg cr_bar;
    reg cp;
    reg [1:0] s;
    reg Sr;
    reg Sl;
    reg [7:0] D;
    // 输出信号定义为wire类型(这里原模块输出为reg类型,实际连接用wire接收其输出)
    wire [7:0] Q;

    // 实例化被测试的sreg模块,将测试模块中的对应信号连接到sreg模块的各个端口
    sreg dut (
       .cr_(cr_bar),
       .cp(cp),
       .s(s),
       .Sr(Sr),
       .Sl(Sl),
       .D(D),
       .Q(Q)
    );

    // 产生时钟信号的always块,设置时钟周期为10ns,可根据实际需求调整周期大小
    always #5 cp = ~cp;

    // 初始化块,用于设置初始状态以及执行整个仿真过程中的各种测试操作
    initial begin
        // 初始化所有输入信号
        cr_bar = 1;
        cp = 0;
        s = 2'b00;
        Sr = 0;
        Sl = 0;
        D = 8'b00000000;

        // 等待一段时间(这里等待10ns),让初始状态稳定
        #10;

        // 测试异步复位功能
        cr_bar = 0;
        #20;
        cr_bar = 1;
        #20;

        // 测试左移功能
        s = 2'b10;
        Sl = 1;
        #20;
        Sl = 0;
        #20;

        // 测试右移功能
        s = 2'b01;
        Sr = 1;
        #20;
        Sr = 0;
        #20;

        // 测试并行加载功能
        s = 2'b11;
        D = 8'b11110000;
        #20;

        // 测试不同控制信号组合情况
        s = 2'b00;
        #20;
        s = 2'b10;
        Sr = 1;
        #20;

        // 可以继续添加更多复杂的测试情况,如频繁切换控制信号、多次改变输入数据等
        // 例如,再进行一轮不同功能切换的测试
        s = 2'b11;
        D = 8'b01010101;
        #20;
        s = 2'b01;
        Sr = 0;
        #20;
        s = 2'b10;
        Sl = 1;
        #20;

        // 结束仿真
        $finish;
    end

endmodule

通过短时倒谱(Cepstrogram)计算进行时-倒频分析研究(Matlab代码实现)内容概要:本文主要介绍了一项关于短时倒谱(Cepstrogram)计算在时-倒频分析中的研究,并提供了相应的Matlab代码实现。通过短时倒谱分析方法,能够有效提取信号在时间与倒频率域的特征,适用于语音、机械振动、生物医学等领域的信号处理与故障诊断。文中阐述了倒谱分析的基本原理、短时倒谱的计算流程及其在实际工程中的应用价值,展示了如何利用Matlab进行时-倒频图的可视化与分析,帮助研究人员深入理解非平稳信号的周期性成分与谐波结构。; 适合人群:具备一定信号处理基础,熟悉Matlab编程,从事子信息、机械工程、生物医学或通信等相关领域科研工作的研究生、工程师及科研人员。; 使用场景及目标:①掌握倒谱分析与短时倒谱的基本理论及其与傅里叶变换的关系;②学习如何用Matlab实现Cepstrogram并应用于实际信号的周期性特征提取与故障诊断;③为语音识别、机械设备状态监测、振动信号分析等研究提供技术支持与方法参考; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践操作,先理解倒谱的基本概念再逐步实现短时倒谱分析,注意参设置如窗长、重叠率等对结果的影响,同时可将该方法与其他时频分析方法(如STFT、小波变换)进行对比,以提升对信号特征的理解能力。
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