四选一数据选择器课程设计

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1、EDA课程设计报告题目：四选一数据选择器院系班级：设计者：指导老师：设计时间：-12-目录目录-1-1、设计目的、要求-2-1.1、设计目的-2-1.2、系统设计要求-2-1.3、设计工具-2-2、设计原理及相关硬件-3-2.1、系统设计方案及原理-3-2.2、硬件原理-4-3、主要模块设计-5-3.1、模块xy4-5-4、系统编译及仿真过程-6-4.1、工程建立-6-4.2、系统编译-7-4.3、仿真-7-5、硬件验证过程和分析-8-5.1、引脚设置和保护-8-5.2、硬件下载-9-6、实验参考程序-13-6.1、模块xy

2、4-13-7、总结-14--12-1、设计目的、要求1.1、设计目的了解并掌握一般设计方法，具备初步的独立设计能力；掌握用VerilogHDL语言程序的基本技能；提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力；进一步掌握EDA技术的开发流程，学习其独特的运用，进一步的提高自己的动手能力和知识领域。以及对于多路选择器的认识和其工作原理。熟悉QuartusII的VerilogHDL语言设计流程全过程，学习计数器的设计与仿真，掌握组合逻辑电路的静态测试方法，初步了解可编程器件设计的全过程。1.2、系统设计要求由KEY1-KEY

3、2、clock0、clock1端口控制输入4个输入数据，用sw1、sw2-sw3三个开关分别作使能端和控制端，选择其中一个输出，结果由LED1显示。1.3、设计工具软件：QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（AlteraHardwareDescriptionLanguage）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。QuartusII提供了完全集成且与电路结构无关的开发包环境，具有数

4、字逻辑设计的全部特性，包括：可利用原理图、结构框图、VerilogHDL、AHDL和VHDL完成电路描述，并将其保存为设计实体文件。硬件：MagicSOPC是基于ALTERANIOSIISOPC的专业级创新教学实验开发平台；采用ALTERA公司Cyclone-12-II系列150万门的FPGA，先进的系统化、模块化设计；丰富的人机交互方式，众多的高性能外设使得MagicSOPC开发平台具有卓越的性能和无与伦比的灵活性；是目前全球外设接口最丰富、配套资料最齐全、功能最强大的SOPC/EDA/DSP开发平台；是SOPC、EDA、

5、DSP教学实验、电子设计创新实验室、现代嵌入式系统实验室、科研开发的上佳选择。2、设计原理及相关硬件2.1、系统设计方案及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、单输出的组合路基电路。该设计的顶层原理图如图2.1所示，主要由xy4模块组成。图2.1逻辑原理图2.2、硬件原理1、四选一数据择器硬件原理主板上具有两个外部时钟，三个开关，两个按钮，电路如图2.2所示，电路中低电平表示按键按下，低电平点亮LED。-12-图2.2

6、四选一数据选择器电路3、主要模块设计3.1、模块xy41、功能说明Key1、Key2，分别为按键输入的高低电平；clock0、clock1，分别为外部时钟；a[1..0]是控制四个数据的输出，并由发光二极管y显示数据的输出状态；en是一个使能控制端，控制芯片的工作状态。图3.1按键原理图-12-2、模块说明：Key1：高电平按键；Key2:低电平按键；Clock0：外部输入时钟15Hz；Clock1：外部输入时钟6MHz；a【1..0】：两个开关sw2、sw3，控制四个数据的输出；en：使能端，一个开关sw1，控制芯片的工作

7、作态；y：发光二极管led1，显示输出状态。4、系统编译及仿真过程4.1、工程建立1、建立QuartusII建立工程（1）打开QuartusII软件并建立工程（2）建立图形设计文件（3）建立文本编辑文件2、QuartusII工程设计（1）在VerilongHDL文件中编写源程序（2）从设计文件创建模块（3）添加xy4模块到QuartusII顶层模块（4）添加引脚和其它基本单元（5）选择器件型号（6）分配FPGA引脚（7）器件和引脚的其它设置3、设置编译选项并编译硬件系统（1）设置编译选项（2）编译硬件系统（3）查看编译报告（

8、4）下载硬件设计到目标FPGA-12-（1）观察实验现象下面图4.1为一个建立好的工程。图4.1工程界面4.2、系统编译图4.2编译结果-12-4.3、仿真图4.3未运行的波形图图4.4运行后的波形图说明：en使能端，高电平有效，a是控制端，用二进制代码控制，b00是按键key1高电平输出