FPGA:3-8译码器的设计

深栈2024-07-23 22:12

1、什么是3-8译码器？

3-8译码器，顾名思义，三个输入，八个输出，构成3-8译码器。根据二进制特性，三位二进制数有八种可能，对应的真值表如下所示(该译码器输出低电平有效)：

3-8译码器(此处外面没有非门)的示意图如下：

2、FPGA实现3-8译码器

(1)设计定义:3个输入，可以对应3个开关，而8个输出，对应8个LED灯。

(2)和之前的第一节类似，创建design file(设计文件)，并且编写verilog代码。

python 复制代码

module decoder_3_8_test(
	a,
	b,
	c,
	out  // 此处输出是8种可能,但是在这里只需要写端口名即可
);
input a;
input b;
input c;
output reg[7:0] out;
always@(*)
	begin
	case({a,b,c})
		3'b000:out=8'b0000_0001;
		3'b001:out=8'b0000_0010;
		3'b010:out=8'b0000_0100;
		3'b011:out=8'b0000_1000;
		3'b100:out=8'b0001_0000;
		3'b101:out=8'b0010_0000;
		3'b110:out=8'b0100_0000;
		3'b111:out=8'b1000_0000;
	endcase
	end
endmodule

(3)编写测试文件，命名为decoder_3_8_test_tb，测试文件如下：

python 复制代码

`timescale 1ns/1ps
module decoder_3_8_test_tb();
//例化
reg s_a;
reg s_b;
reg s_c;
wire [7:0] out;
decoder_3_8_test decoder3_8_test_inst0(
	.a(s_a),
	.b(s_b),
	.c(s_c),
	.out(out)
);
initial begin
s_a=0;s_b=0;s_c=0;
#200;
s_a=0;s_b=0;s_c=1;
#200;
s_a=0;s_b=1;s_c=0;
#200;
s_a=0;s_b=1;s_c=1;
#200;
s_a=1;s_b=0;s_c=0;
#200;
s_a=1;s_b=0;s_c=1;
#200;
s_a=1;s_b=1;s_c=0;
#200;
s_a=1;s_b=1;s_c=1;
#200;
$stop;
end
endmodule

(4)功能仿真，点击run_simulation，进行仿真，波形图如下所示：

(5)引脚分配，根据之前分析的情况，将SW2,SW1,SW0分配给a,b,c，将led7-led0分配个out $7:0$ ，引脚分配管理图如下所示：

(6)生成比特流文件，点击Generate Bitstream，生成后点击Open Hardware Manager，打开硬件管理器，点击左上open target，打开开发板后点击Auto connect。再点击program device，即写入设备后即可在开发板上运行。如下所示

后面同理，当三个开关全部置1，即 ( 111 ) 2 = 8 (111)_2=8 (111)2=8，LED7灯亮，如下所示。