EDA四选一选择器设计.doc
《EDA四选一选择器设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA四选一选择器设计.doc（5页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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D2
D3
AA′
真值表如下：
输入
输出
DA1A0
Y
D000
D0
D101
D1
D210
D2
D311
D3
2·方案实施
1）程序1
2·1·1
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_LOGIC_1164.ALL;
ENTITYmux41is
PORT（a,b,c,d:
INSTD_LOGIC;
s:
INSTD_LOGIC_VECTOR（1DOWNTO0）;
z:
OUTSTD_LOGIC）;
ENDmux41;
ARCHITECTUREoneOFmux41IS
BEGIN
PROCESS（s,a,b,c,d）
BEGIN
CASEsIS
WHEN"00"=>z<=a;
WHEN"01"=>z<=b;
WHEN"10"=>z<=c;
WHEN"11"=>z<=d;
WHENOTHERS=>z<=null;
ENDCASE;
ENDPROCESS;
ENDone;
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2
2·2·1
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;
ENTITYmux41IS
PORT（i0,i1,i2,i3,a,b:
INSTD_LOGIC;
q:
OUTSTD_LOGIC）;
ENSmux4;
ARCHITECTUREb_mux4OFmux4IS
BEGIN
Process（i0,i1,i2,i3,a,b）
Variablemuxval:
integerrang7downto0;
Begin
muxval:
=0;
if（a='1'）thenmuxval:
muxval+1;endif;
if（b='1'）thenmuxval:
muxval+2;endif;
casemuxvalis
when0=>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，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,c的波形周期为20ns,d的波形周期为15ns,s[1]的波形周期为8ns,s[2]的波形周期为16ns。
输出：
3·结果和结论
经过对以上程序的运行和编译，可得出以下仿真图结论和所设计一致。
4·参考文献
[1]余孟尝主编《数字电子技术基础简明教程》，1998-12。
[2]潘松黄继业编著《EDA技术使用个教程》，2006-9。
升级会员 