数电实验考试verilogHDL语言及参考程序.docx
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数电实验考试verilogHDL语言及参考程序
题目一：
表决器电路设计
一、设计任务及原理：
所谓表决器就是对于一个行为，由多个人投票，如果同意的票数过半，就认为此行为可行；否则如果否决的票数过半，则认为此行为无效。
七人表决器顾名思义就是由七个人来投票，当同意的票数大于
或者等于4时，则认为同意；反之，当否决的票数大于或者等于4时，则认为不同意。
实验中用7个拨动开关来表示七个人，当对应的拨
动开关输入为‘1’时，表示此人同意；否则若拨动开关输入为‘0’，则表示此人反对。
表决的结果用一个LED表示，若表决的结果为同意，则LED被点亮；否则，如果表决的结果为反对，则LED不会被点亮。
同时，数码管上显示通过的票数。
二、具体要求：
本实验就是利用实验系统中的拨动开关模块和LED模块以及数码管模块来实现一个简单的七人表决器的功能。
拨动开关模块中的K1～K7表示七个人，当拨动开关输入为‘1’时，表示对应的人投
同意票，否则当拨动开关输入为‘0’时，表示对应的人投反对票；
LED模块中LED1表示七人表决的结果，当LED1点亮时，表示此行为
通过表决；否则当LED1熄灭时，表示此行为未通过表决。
同时通过
的票数在数码管上显示出来。
在此实验中数码管、LED、拨动开使用模块对应FPGA说明
关与FPGA的连接电路和管脚连接信号管脚
在以前的实验中都做了详细说
明，这里不在赘述。
端口名
S1
按键开关
R16
表示1号抢
S1
答者
S2
按键开关
P14
表示2号抢
S2
答者
S3
按键开关
P16
表示3号抢
S3
答者
S4
按键开关
P15
表示4号抢
S4
答者
S5
按键开关
M15
表示5号抢
S5
答者
S6
按键开关
N16
表示6号抢
S6
答者
S7
按键开关
N15
表示7号抢
S7
答者
DOUT0
LED模块D1
L14
表决结果
亮为通过
LEDAG0
数码管模
N4
抢答成功
块A段
者
LEDAG1
数码管模
G4
号码显示
块B段
LEDAG2数码管模H4
块C段
参考答案：
moduleliu（s,dout0,ledag）;
input[6:
0]s;
outputdout0;
output[6:
0]ledag;
reg[6:
0]led;
reg[2:
0]k;
regclk_en;
regdout;
always@（s）
begin
k<=s[1]+s[2]+s[3]+s[4]+s[5]+s[6]+s[0];
if（k>=4）
begin
dout<=1;
end
else
begin
dout<=0;
end
end
always@（k）
begin
case（k）
3'd0:
led<=7'b0111111;
3'd1:
led<=7'b0000110;
3'd2:
led<=7'b1011011;
3'd3:
led<=7'b1001111;
3'd4:
led<=7'b1100110;
3'd5:
led<=7'b1101101;
3'd6:
led<=7'b1111101;
3'd7:
led<=7'b0000111;
default:
led<=7'b0000000;
endcase
end
assign
ledag=led;
assign
dout0=dout;
endmodule
题目二：
数字电子实验设计题目：
彩灯循环电路设计
一、设计任务及原理：
所谓彩灯循环就是对于一组彩灯（16盏），通过不同的工作模式可按照一定的规律来点亮或者熄灭。
我们所要求的彩灯循环电路共分4个节拍，四个节拍按照一定的顺序依次循环执行。
二、具体要求：
系统设有一个复位键，当按下复位键后，系统从第一节拍开始执行直到第四节拍结束，然后从第一节拍重新开始新的循环。
第一节拍：
16盏灯（Q1~Q16）从Q1开始依次点亮，直到Q16为止。
每盏灯点亮的时间间隔为一秒，即Q1点亮后，间隔一秒后Q2点亮，然后依次点亮。
（下面类似间隔时间都为1秒）
第二节拍：
在第一节拍的基础上，16盏灯（Q1~Q16）从Q16开始依次熄灭，直到Q1为止。
每盏灯熄灭的时间间隔为一秒，即Q16熄灭后，间
隔一秒后Q15熄灭，然后依次熄灭直到全部熄灭为止。
（下面类似间隔时间都为1秒）
第三节拍：
16盏灯（Q1~Q16）从两端开始依次点亮，即（Q1、Q16先点亮，然后Q2、Q15再点亮，直到全部16盏等点亮为止）。
每盏灯点亮的时间间隔为一秒。
第四节拍：
在第三节拍的基础上，16盏灯（Q1~Q16）从中间开始依次熄灭，即（Q8、Q9先熄灭，然后Q7、Q10再熄灭，直到全部16盏灯熄灭为止）。
每盏灯熄灭的时间间隔为一秒。
在此实验中数码管、LED、拨动开关与FPGA使用模对应说明
的连接电路和管脚连接在以前的实验中
块信号
FPGA管
都做了详细说明，这里不在赘述。
端口
脚
名
S1
按键开
R16
表示复
关S1
位按键
Q1
Q1
L14
Q2
Q2
M14
Q3
Q3
N14
Q4
Q4
N13
Q5
Q5
P12
参考答案：
moduleliu2（clk,ret,led）;
inputclk,ret;
output[16:
1]led;
wireret_en;
reg[16:
1]led1;
reg[5:
0]i,j,k,l,m;
reg[31:
0]cout;
regclk_en;
assign
ret_en=ret;
always@（posedgeclkornegedgeret_en）
begin
if（~ret_en）
begin
led1<=16'b0000000000000000;
i<=0;
end
else
begin
cout<=（cout==32'd）?
32'd0:
（cout+32'd1）;
clk_en<=（cout==32'd）?
1'd1:
（1'd0）;
if（clk_en）
begin
j<=0;
k<=0;
i<=i+1;
if（i<=16）
begin
//dex<=i;
//l<=0;
//m<=0;
led1[i]<=1;
//led1[i-j]<=0;
end
elseif（i>16&&i<=32）
begin
j<=k*2+1;
k<=k+1;
led1[i-j]<=0;
//dex<=dex-1;
end
elseif（i>32&&i<=40）
begin
//dex<=dex+1;
//l<=2*m+17;
led1[i-32]<=1;
led1[49-i]<=1;
end
elseif（i>40&&i<=48）
begin
led1[i-32]<=0;
led1[49-i]<=0;
//dex<=dex-1;
end
else
begin
i<=0;
led1<=16'b0000000000000000;
end
end
end
end
assign
led=led1;
endmodule
题目三：
汽车尾灯控制电路设计
一、设计任务及原理：
假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯，
（1）汽车正常运行时，指示灯全灭。
（2）左转弯时，左侧3个指示灯按照左循环顺序点亮（1HZ）。
（3）右转弯时，右侧3个指示灯按照右循环顺序点亮（1HZ）。
（4）临时刹车时，所有指示灯同时闪烁（1HZ）。
二、具体要求：
尾灯与汽车运行状态运行状态左尾灯右尾灯
表开关控制
S1S0
D1D2D3
D4D5D6
00
正常运行
灯灭
灯灭
01
左转弯
按
照灯灭
D3,D2,D1
顺
序循环点亮
10
右转弯
灯灭
按
照
D4,D5,D6
顺
序循环点亮
11
临时停车
1HZ频率同时
1HZ频率同时
闪烁
闪烁
在此实验中数码管、LED、拨动开关与FPGA的连接电路和管脚连接
在以前的实验中都做了详细说明，这里不在赘述。
端口名
使用模块信
对应FPGA管
号
脚
S1
按键开关S1
R16
S2
按键开关S2
P14
D1
LED模块D1
L14
D2
LED模块
M14
D2
D3LED模块N14
D3
D4LED模块N13
D4
D5LED模块P12
D5
D6LED模块N12
D6
脉冲源50MHZCPJ3
参考程序：
modulelwf（clk,ledag,s）;
inputclk;
input[1:
0]s;
output[5:
0]ledag;
reg[5:
0]led;
reg[1:
0]i,j,k;
reg[31:
0]cout;
regclk_en;
always@（posedgeclk）
begin
cout<=（cout==32'd）?
32'd0:
（cout+32'd1）;
clk_en<=（cout==32'd）?
1'd1:
（1'd0）;
if（clk_en）
begin
if（s==2'b00）
begin
i<=0;j<=0;k<=0;
led<=6'b000000;
end
elseif（s==2'b01）
begin
led<=6'b000000;
k<=0;
j<=0;
i<=i+1;
if（i==2'b01）
begin
led<=6'b001000;
end
if（i==2'b10）
begin
led<=6'b010000;
end
if（i==2'b11）
begin
led<=6'b100000;
i<=0;
end
end
elseif（s==2'b10）
begin
led<=6'b000000;
k<=0;
i<=0;
j<=j+1;
if（j==2'b01）
begin
led<=6'b000100;
end
if（j==2'b10）
begin
led<=6'b000010;
end
if（j==2'b11）
begin
led<=6'b000001;
j<=0;
end
end
elseif（s==2'b11）
begin
led<=6'b000000;
i<=0;
j<=0;
k<=k+1;
if（k==2'b01）
begin
led<=6'b000000;
end
if（k==2'b10）
begin
led<=6'b111111;
k<=0;
end
end
end
end
assign
ledag=led;
endmodule
题目四：
数字电子实验设计题目：
抢答器电路设计
一、设计任务及原理：
抢答器在各类竞赛性质的场合得到了广泛的应用，它的出现，消除了原来由于人眼的误差而未能正确判断最先抢答的人的情况。
抢答器的原理比较简单，首先必须设置一个抢答允许标志位，目的就是为了允许或者禁止抢答者按按钮；如果抢答允许位有效，那么第一个抢答者按下的按钮就将其清除，同时记录按钮的序号，也就是对应的按按钮的人，这样做的目的是为了禁止后面再有人按下按钮的情况。
总的说来，抢答器的实现就是在抢答允许位有效后，第一个按下按钮的人将其清除以禁止再有按钮按下，同时记录清楚抢答允许位的按钮的序号并显示出来，这就是抢答器的实现原理。
二、具体要求：
本实验的任务是设计一个四人抢答器，用按键模块的S8来作抢答允许按钮，用S1～S4来表示1号抢答者～4号抢答者，同时用LED模块的LED1～LED4分别表示于抢答者对应的位子。
具体要求为：
按
下S8一次，允许一次抢答，这时S1～S4中第一个按下的按键将抢答允许位清除，同时将对应的LED点亮，用来表示对应的按键抢答成功。
数码管显示对应抢答成功者的号码。
在此实验中数码管、LED、按键开使用模块对应FPGA说明
关与FPGA的连接电路和管脚连接信号管脚
在以前的实验中都做了详细说
明，这里不在赘述。
端口名
S1
按键开关
R16
表示1号抢
S1
答者
S2
按键开关
P14
表示2号抢
S2
答者
S3
按键开关
P16
表示3号抢
S3
答者
S4
按键开关
P15
表示4号抢
S4
答者
S8
按键开关
M15
开始抢答
S12
按键
DOUT0
LED模块D1
L14
1号抢答者
灯
DOUT1
LED模块D2
M14
2号抢答者
灯
DOUT2
LED模块D3
N14
3号抢答者
灯
DOUT3
LED模块D4
N13
4号抢答者
灯
LEDAG0
数码管模
N4
抢答成功
块A段者
LEDAG1数码管模G4号码显示
块B段
LEDAG2数码管模H4
块C段
参考程序：
moduleliu1（s1,s2,s3,s4,s8,led,ledag）;
inputs1,s2,s3,s4;
inputs8;
output[6:
0]ledag;
output[3:
0]led;
reg[3:
0]led;
regk;
reg[6:
0]ledag1;
//initial
//k<=0;always@（s8）begin
if（s8==0）begin
k<=1;led<=4'b0000;ledag1<=7'b0111111;endelse
begin
if（k==1）
begin
if（~s1）
begin
led<=4'b1000;
ledag1<=7'b0000110;
k<=0;
end
elseif（~s2）
begin
led<=4'b0100;
ledag1<=7'b1011011;
k<=0;
end
elseif（~s3）
begin
led<=4'b0010;
ledag1<=7'b1001111;
k<=0;
end
elseif（~s4）
begin
led<=4'b0001;
ledag1<=7'b1100110;
k<=0;
end
end
end
end
assign
ledag=ledag1;
endmodule
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