verilog期末大作业.doc
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深圳大学实验报告
课程名称：
VerilogHDL及其应用
实验项目名称：
波形选择器
学院：
电子科学与技术学院
专业：
微电子学
指导教师：
刘春平
报告人：
温志煌学号：
2012160228班级：
微电二班
实验时间：
实验报告提交时间：
波形选择器
一、实验目的
（1）熟悉Modelsim软件
（2）掌握Modelsim软件的编译、仿真方法
（3）熟练运用Modelsim 软件进行Verilog程序设计开发
二、实验内容及要求
实验原理：
在同一个波形里面分别取八个点，用这个八个点的数据还原出对应的波形来，在Verilog中通过建立一个函数分别取这些点数据，然后再通过调用函数得到相对应的波形。
1.实验要求
用Verilog语言设计以下电路，分别产生四种波形：
正弦波、方波、三角波1及三角波2。
实验要求先在QuartusII里面编译仿真程序，然后再在Modelsim里面仿真产生这四种波形。
程序仿真结果示意图如图1所示。
图1.四种波形产生及选择器示意图
2.实验步骤
2.1在QuartusII里的操作步骤：
1）建立一个waveshaper的工程文件
2）以Verilog语言书写waveshaper的源程序
3）编译waveshaper源程序
4）最后再仿真一下这个程序，得到与程序相吻合的数据
具体如图所示：
图2.Waveshaper源程序
图3.Waveshaper编译成功
图4.Waveshaper仿真结果
2.2在Modelsim里的操作步骤：
1）建立waveshaper工程
2）添加两个文件waveshaper跟waveshaper_tp到工程
3）分别编译这两个文件
4）在work里面查看编译后的设计单元
5）将信号加入波形窗口
6）运行仿真
其源程序如下：
modulewaveshaper（q,cp,n）;
output[7:
0]q;
inputcp;
input[1:
0]n;
reg[7:
0]q;
reg[2:
0]Q=3'd0;
wirecp,cr;
always@（negedgecp）
begin
if（cr）Q<=3'd0;
else
Q<=Q+3'd1;
end
always@（Qorn）
begin
case（n）
0:
q=romout（{n,Q}）;
1:
q=romout（{n,Q}）;
2:
q=romout（{n,Q}）;
3:
q=romout（{n,Q}）;
endcase
end
function[7:
0]romout;
input[4:
0]address;
case（address）
0:
romout=85;
1:
romout=100;
2:
romout=85;
3:
romout=50;
4:
romout=15;
5:
romout=0;
6:
romout=15;
7:
romout=50;
8:
romout=0;
9:
romout=30;
10:
romout=60;
11:
romout=90;
12:
romout=120;
13:
romout=90;
14:
romout=60;
15:
romout=30;
16:
romout=0;
17:
romout=10;
18:
romout=20;
19:
romout=30;
20:
romout=40;
21:
romout=50;
22:
romout=60;
23:
romout=70;
24:
romout=0;
25:
romout=0;
26:
romout=0;
27:
romout=0;
28:
romout=60;
29:
romout=60;
30:
romout=60;
31:
romout=60;
default:
romout=8'hxx;
endcase
endfunction
Endmodule
其测试程序如下：
`timescale1ns/1ns
`include"waveshaper.v"
modulewaveshaper_tp;
regcp;
reg[1:
0]n;
wire[7:
0]q;
parameterDELY=100;
waveshaperA（q,cp,n）;//调用测试对象
always#（DELY/2）cp=~cp;//产生时钟波形
initial
begin//激励信号定义
cp=0;
n=0;
#（DELY*80）n=1;
#（DELY*80）n=2;
#（DELY*80）n=3;
#（DELY*80）$finish;
end
//定义结果显示格式
initial$monitor（$time,,,"cp=%dn=%dq=%d",cp,n,q）;
endmodule
具体的实验步骤图如下：
图5.waveshaper源程序文件
图6.Waveshaper-tp测试程序
两个文件编译成功后在work里面出现：
图7.Work里面的两个文件
三、实验结果及数据分析
在Modelsim里面添加波形后，然后仿真得到的首先是二进制表示的实验结果，然后再在实验结果里改变实验室数据类型，改为波形数据，调整坐标到屏幕中央，得到正弦波、三角波1及三角波2，但是没有出现方波。
由于方波的波形数据调整在另一栏，重新改变波形类型才能出现方波。
其具体的结果图如下：
图8.仿真结果数据显示
图9.仿真结果波形图（没有调整数据类型）
图10.仿真的正弦波（n=0）
图11.仿真出来的方波（n=3）
图12.仿真的三角波1（n=1）
图13.仿真的三角波2（n=2）
数据分析：
仿真时，n是波形选择的关键，n=0时，调用romout函数输出的波形为正弦波；n=1时，输出的为三角波1；n=2时，输出的波形是三角波2；n=3时，调用romout函数输出方波。
这样就把全部波形选择产生了。
四、心得体会
通过此次实验，我更进一步学习了Verilog语言的编写知识，以及一些常见的编写规则，同时提高了解决编译出错的能力。
此次实验中再次运用QuatlusII软件编辑，已经熟练掌握这个软件的操作。
在这次实验中最重要也是最关键的就是Modelsim软件的学习与操作，从不会操作到最后将波形成功仿真出来。
这个过程学会了很多东西，测试程序的编写以及编译成功的过程可谓是绞尽了脑汁。
幸好在反复地检查和修改之后，最终编译成功。
同时也发现一个问题，QuatlusII里面能仿真出来的程序，在Modelsim里面不一定能成功仿真，Modelsim遵循更多规则，输入变量的是必须要有而且是合理的，不能够是端口中的输入、输出。
只有遵循了这些规则，仿真才能做到成功。
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