FPGA_异步清零4位并入串出移位寄存器

本文介绍了如何使用Verilog语言设计一个4位并入串出移位寄存器,该寄存器具有异步清零功能。通过真值表和代码展示,详细说明了在不同计数器状态下的数据移位过程,并在计数器为0时读取输入数据同时输出上一状态的最低位。

                                                                           

真值表:

clr clk din[3:0] dout qout
1 X X 0 0
0 din1[3:0] din1[3:0] X
0 X din1[2]、din1[1]、din1[0]、X din1[3]
0 X din1[1]、din1[0]、
### 设计并入移位寄存器的步骤 在Quartus中设计一个**并入(Parallel-In Serial-Out, PISO)移位寄存器**,需要通过VHDL或Verilog语言进行描述,并利用Quartus II或Quartus Prime工具完成综合、仿真和实现。以下是详细的设计流程: #### 1. 确定功能需求 并入移位寄存器的功能是:在控制信号的作用下,将并行输入的数据加载到寄存器中,然后在时钟驱动下逐。通常包括以下信号: - **时钟信号(CLK)** - **并行数据输入(D[7:0])** - **输使能(OE)** - **移控制信号(LOAD)** - **行输(Q_out)** #### 2. 编写VHDL代码 以下是一个8并入移位寄存器的VHDL实现示例: ```vhdl library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; entity piso_shift_register is Port ( clk : in STD_LOGIC; load : in STD_LOGIC; data_in : in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0); q_out : out STD_LOGIC ); end entity; architecture Behavioral of piso_shift_register is signal shift_reg : STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0) := (others => '0'); begin process(clk) begin if rising_edge(clk) then if load = '1' then shift_reg <= data_in; -- 加载并行数据 else shift_reg <= shift_reg(6 downto 0) & '0'; -- 左移一 end if; end if; end process; q_out <= shift_reg(7); -- 最高作为行输 end architecture; ``` #### 3. 在Quartus中创建项目 1. 打开Quartus软件,选择“File → New Project Wizard”。 2. 设置项目名称和路径。 3. 添加上述VHDL文件到项目中。 4. 选择目标器件型号(如Cyclone系列)。 #### 4. 综合与引脚分配 1. 点击“Processing → Start Compilation”进行编译。 2. 使用“Assignments → Pin Planner”分配实际引脚,例如: - `clk` 连接到板载时钟引脚 - `data_in[7:0]` 分配为拨码开关 - `q_out` 分配为LED灯显示输 #### 5. 仿真验证 1. 创建测试平台(Testbench),对`piso_shift_register`模块进行功能仿真。 2. 使用ModelSim-Altera或Quartus自带的仿真工具进行波形查看。 3. 验证是否能够正确加载并行数据并在多个时钟周期后输行数据。 #### 6. 下载到FPGA开发板 1. 使用“Tools → Programmer”打开编程窗口。 2. 添加生成的`.sof`文件。 3. 连接FPGA开发板并点击“Start”下载程序。 --- ### 相关问题
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