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1、实验报告实验课程名称VHDL四选一选择器年级电技111专业电子科学与技术学生姓名周伦稳学号11070100862013年12月4选1数据选择器1·设计背景和设计方案1·1设计背景该设计是以数字电子技术为基础，实现数据从四位数据中按照输入的信号选中一个数，来实现所期望的逻辑功能。1·2设计方案用拨码开关作四位数据及两位控制端的输入，LED作输出，通过拨码开关组成控制输入端s1和s0不同组合，观察LED与数据输入端a,b,c,d的关系，验证四选一数据选择器设计的正确性。使用逻辑门电路与、或、非的组合来表达4选1数据选择器，通过控制输入
2、的信号来控制输出的信号值。其逻辑电路图如下：其示意框图如下：其中输入数据端口为D0、D1、D2、D3，A、A’为控制信号，Y为输出。令AA’=“00”时，输出Y=D0；令AA’=“01”时，输出Y=D1；令AA’=“10”时，输出Y=D2；令AA’=“11’时，输出Y=D3；4选1数据选择器D0输入D1Y数据D2D3AA′真值表如下：输入输出DA1A0YD000D0D101D1D210D2D311D32·方案实施1）程序12·1·1设计思路四选一多路选择器设计时，定义输入S为标准以内漏记为STD_LOGIC,输出的信号Z的数据类型
3、定义为2位标准逻辑矢量位STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0).使用LIBRATY语句和USE语句，来打开IEEE库的程序包STD_LOGIC_1164.ALL。当输入信号时，程序按照输入的指令来选择输出，例如输入信号为“00”时，将a的值给z，进而输出z的值，输入信号为“11”是，将a的值给z，进而输出z的值。若输入信号是已经定义的四个信号之外的值时（即当IF条件语句不满足时），输出值为x，并将x的值给输出信号z。这样即可实现四选一数据选择的功能。2·1·2程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOG
4、IC_1164.ALL;ENTITYmux41isPORT(a,b,c,d:INSTD_LOGIC;s:INSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);z:OUTSTD_LOGIC);ENDmux41;ARCHITECTUREoneOFmux41ISBEGINPROCESS(s,a,b,c,d)BEGINCASEsISWHEN"00"=>z<=a;WHEN"01"=>z<=b;WHEN"10"=>z<=c;WHEN"11"=>z<=d;WHENOTHERS=>z<=null;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDo
5、ne;2·1·3运行结果当输入信号“00”时，输出信号z的值为‘a’;当输入信号“01”时，输出信号z的值为‘b’;当输入信号“10”时，输出信号z的值为‘c’;当输入信号“11”时，输出信号z的值为‘d’;2·1·4波形仿真及描述输入：a的波形周期为10ns,b的波形周期为5ns,c的波形周期为15ns,d的波形周期为8ns。s[1]的波形周期为5ns,s[2]的波形周期为10ns。输出：2）程序22·2·1设计思路定义6个输入信号，一个输出信号，当控制信号A=‘1’时，muxval的值加1，即muxval=muxval+1;当
6、控制信号B=‘1’时muxval的值加2，即muxval=muxval+2。当输入值为‘i0’时，输出q的值为0，当输入的值为‘i1’时，输出q的值为1，当输入值为‘i2’时，输出q的值为2，当输入值为‘i3’时，输出q的值为3。2·2·2程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYmux41ISPORT(i0,i1,i2,i3,a,b:INSTD_LOGIC;q:OUTSTD_LOGIC);ENSmux4;ARCHITECTUREb_mux4OFmux4ISBEGINProces
7、s(i0,i1,i2,i3,a,b)Variablemuxval:integerrang7downto0;Beginmuxval:=0;if(a='1')thenmuxval:muxval+1;endif;if(b='1')thenmuxval:muxval+2;endif;casemuxvaliswhen0=>q<=i0;when1=>q<=i1;when2=>q<=i2;when3=>q<=i3;Whenothers=>null;endcase;endprocess;ENDb_mux4;2·2·3运行结果当输入信号“00”时，
8、输出信号z的值为‘i0’;当输入信号“01”时，输出信号z的值为‘i1’;当输入信号“10”时，输出信号z的值为‘i2’;当输入信号“11”时，输出信号z的值为‘i3’;2·2·4波形仿真及描述输入：a的波形周期为20ns,b的波形周期为15ns,
