数字电路实验（一）——译码器

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

1、实验步骤： 异或门过程

1、 新建，编写源代码。 (1).选择保存项和芯片类型：【File】-【new project wizard】-【next】（设置文件路径+设置project name为【C:\Users\lenovo\Desktop\笔记\大二上\数字电路\实验课\实验一\异或门】）-【next】（设置文件名【gg】）-【next】（设置芯片类型为【cyclone-EP1CT144C8】）-【finish】 (2).新建：【file】-【new】（【design file-VHDL file】）-【OK】 2、写好源代码，保存文件（gg.vhd）。 3、编译与调试。确定源代码文件为当前工程文件，点击【processing】-【start compilation】进行文件编译。编译结果有一个警告，文件编译成功。 4、波形仿真及验证。新建一个vector waveform file。按照程序所述插入a,b,c三个节点（a、b为输入节点，c为输出节点）。(操作为：右击 -【insert】-【insert node or bus】-【node finder】（pins=all；【list】）-【>>】-【ok】-【ok】)。任意设置a,b的输入波形…点击保存按钮保存。（操作为：点击name（如：en））-右击-【value】-【count】（如设置binary；start value=0；end value=1；count every=10ns），同理设置name b（如0,1,5），保存）。然后【start simulation】，出name C的输出图。 5、功能仿真，即没有延迟的仿真，仅用来检测思路是否正确。

以上是异或门过程，下面是三八译码器过程

1、新建，编写源代码。 (1).选择保存项和芯片类型：【File】-【new project wizard】-【next】（设置文件路径+设置project name为【C:\Users\lenovo\Desktop\笔记\大二上\数字电路\实验课\实验一\指令译码器5(success)】）-【next】（设置文件名【gg】）-【next】（设置芯片类型为【cyclone-EP1CT144C8】）-【finish】 (2).新建：【file】-【new】（【design file-VHDL file】）-【OK】 2、写好源代码，保存文件（gg.vhd）。 3、编译与调试。确定源代码文件为当前工程文件，点击【processing】-【start compilation】进行文件编译。编译结果有一个警告，文件编译成功。 4、波形仿真及验证。新建一个vector waveform file。按照程序所述插入en,ir,our三个节点（en、ir为输入节点，our为输出节点）。(操作为：右击 -【insert】-【insert node or bus】-【node finder】（pins=all；【list】）-【>>】-【ok】-【ok】)。任意设置en,ir的输入波形…点击保存按钮保存。（操作为：点击name（如：en））-右击-【value】-【count】（如设置binary；start value=0；end value=1；count every=10ns），同理设置name ir（如000,1,10），保存）。然后【start simulation】，出name C的输出图。 5、功能仿真，即没有延迟的仿真，仅用来检测思路是否正确。

以上是三八译码器的过程，以下为指令译码器的过程

1、新建，编写源代码。 (1).选择保存项和芯片类型：【File】-【new project wizard】-【next】（设置文件路径+设置project name为【C:\Users\lenovo\Desktop\笔记\大二上\数字电路\实验课\实验一\指令译码器5(success)】）-【next】（设置文件名【gg】）-【next】（设置芯片类型为【cyclone-EP1CT144C8】）-【finish】 (2).新建：【file】-【new】（【design file-VHDL file】）-【OK】 2、写好源代码，保存文件（gg.vhd）。 3、编译与调试。确定源代码文件为当前工程文件，点击【processing】-【start compilation】进行文件编译。编译结果有一个警告，文件编译成功。 4、波形仿真及验证。新建一个vector waveform file。按照程序所述插入en,a, mova,movb,movc,add,sub,and0,not0,shr,shl,jmp,jz,jc,in0,out0,nop,halt十八个节点（en、a为输入节点，mova,movb,movc,add,sub,and0,not0,shr,shl,jmp,jz,jc,in0,out0,nop,halt为输出节点）。(操作为：右击 -【insert】-【insert node or bus】-【node finder】（pins=all；【list】）-【>>】-【ok】-【ok】)。任意设置en,a的输入波形…点击保存按钮保存。（操作为：点击name（如：en））-右击-【value】-【count】（如设置binary；start value=0；end value=1；count every=10ns），同理设置name ir（如0000000,1,10），保存）。然后【start simulation】，出name C的输出图。 5、功能仿真，即没有延迟的仿真，仅用来检测思路是否正确。

2、实验过程

a）异或门源代码如图（VHDL设计）

在这里插入图片描述

三八译码器源代码如图（VHDL设计）

在这里插入图片描述

指令译码器源代码如图（VHDL设计）

在这里插入图片描述

b)异或门原理图

在这里插入图片描述

三八译码器原理图

在这里插入图片描述

指令译码器原理图

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c)编译、调试过程 编译、调试过程中没有太多的错误。但代码优化了好几次。 d)结果分析及结论 由于编译、调试过程中没有出现太多的错误，所以结果应该是： 异或门： 输入00时输出0 输入01时输出1 输入10时输出1 输入11时输出0 三八译码器： 当使能为1时，ir： 输入000时输出10000000，输入100时输出00001000 输入001时输出01000000，输入101时输出00000100 输入010时输出00100000，输入110时输出00000010 输入011时输出00010000，输入111时输出00000001 当使能为0时，恒输出00000000 指令译码器： 当使能为1时，ir为 0011 R1 R2输出mova=1其他为0 0011 11 R2输出movb=1其他为0 0011 R1 11输出movc=1其他为0 1001 R1 R2输出add=1其他为0 0110 R1 R2输出sub=1其他为0 1110 R1 R2输出and0=1其他为0 0101 R1 XX输出not0=1其他为0 1010 R1 00输出shr=1其他为0 1010 R1 11输出shl=1其他为0 0001 00 00输出jmp=1其他为0 0001 00 01输出jz=1其他为0 0001 00 10输出jc=1其他为0 0010 R1 XX输出in0=1其他为0 0100 R1 XX输出out0=1其他为0 0111 00 00输出nop=1其他为0 1000 00 00输出halt=1其他为0 当使能为0时，恒输出0

3、波形仿真 异或门 a)波形仿真过程（详见实验步骤）

在这里插入图片描述

b)波形仿真波形图

在这里插入图片描述

c)结果分析及结论 0-5ns：输入端00，输出结果为0，正确 5-10ns：输入端01，输出结果为1，正确 10-15ns：输入端10，输出结果为1，正确 15-20ns：输入端11，输出结果为0，正确 代码正确

三八译码器

a)波形仿真过程（详见实验步骤）

在这里插入图片描述

b)波形仿真波形图

在这里插入图片描述

c)结果分析及结论 0-20ns：使能端en为0，输出结果为00000000，正确 20-40ns：使能端en为1，输出结果为实验过程中结果分析，正确 代码正确

指令译码器

a)波形仿真过程（详见实验步骤）

在这里插入图片描述

b)波形仿真波形图

在这里插入图片描述

c)结果分析及结论 0-128ns：使能端en为0，输出结果全为0，正确 128-256ns：使能端en为1，输出结果符合实验过程中结果分析，正确 代码正确

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