数字规律试验报告

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实验报告

学生姓名：任彦璟学号：2023040101018指导教师：吉家成米源王华

一、试验项目名称：Verilog时序规律设计二、试验目的：

把握边沿D触发器74x74、同步计数器74x163、4位通用移位寄放器74x194，的工作原理。

设计移位寄放器74x194设计3位最大序列长度线性反馈移位寄放器（LFSR：LinearFeedbackShiftRegister）计数器。

设计同步计数器74x163。

三、试验内容：

1．设计边沿D触发器74x74。2．设计通用移位寄放器74x194。

3．采用1片74x194和其它小规模规律门设计3位LFSR计数器。4．设计4位同步计数器74x163。

四、试验原理：

74x74规律电路图

CLK_DCLR_L_Dw1w2w5w3w4w6w7w10w8w9w11w12w15w13S1_LS1_HS0_LS0_Hw14w16w17w20w18w19

74x194规律电路图

3位LFSR规律电路图

74x163规律电路图

上图的设计可以采用门级描述，也可以采用教材《数字设计—原理与实践》（第4版）第525页的表8-20中的行为描述

五、试验器材（设备、元器件）：

PC机、WindowsXP、Anvyl或Nexys3开发板、XilinxISE14.7开发工具、

DigilentAdept下载工具。

六、试验步骤：

试验步骤包括：建立新工程，设计代码与输入，设计测试文件，设置仿真，查看波形，约束与实现、生成流代码与下载调试。

七、关键源代

modulevr74x74(CLK,D,PR_L,CLR_L,Q,QN);inputCLK,D,PR_L,CLR_L;outputQ,QN;wirew1,w2,w3,w4;nand(w1,PR_L,w2,w4);nand(w2,CLR_L,w1,CLK);nand(w3,w2,CLK,w4);nand(w4,CLR_L,w3,D);nand(Q,PR_L,w2,QN);nand(QN,Q,w3,CLR_L);endmodule码及波形图：

1．D触发器的Verilog代码

源码如下

modulevr74x74_tb;//InputsregCLK;regD;regPR_L;regCLR_L;//OutputswireQ;wireQN;//InstantiatetheUnitUnderTest(UUT)vr74x74uut(.CLK(CLK),.D(D),.PR_L(PR_L),.CLR_L(CLR_L),.Q(Q),.QN(QN));initialbeginCLK=0;PR_L=1;CLR_L=1;D=0;#4D=1;#2D=0;#8D=0;#2D=1;#13CLR_L=0;#10CLR_L=1;#10PR_L=0;#5D=0;#10PR_L=1;endalwaysbegin#5CLK=~CLK;endendmodule

仿真结果如下图所示

检查输入输出关系，设计无误。

2．4位通用移位寄放器74x194

源码如下:

moduleVr74x194(CLK,CLR_L,LIN,RIN,S1,S0,A,B,C,D,QA,QB,QC,QD);inputCLK,CLR_L,LIN,RIN,S1,S0,A,B,C,D;outputQA,QB,QC,QD;wireCLK_D;wireCLR_L_D;wireS1_L,S1_H;wireS0_L,S0_H;wireQAN,QBN,QCN,QDN;wirew1,w2,w3,w4,w5,w6,w7,w8,w9,w10;wirew11,w12,w13,w14,w15,w16,w17,w18,w19,w20;buf(CLK_D,CLK);buf(CLR_L_D,CLR_L);not(m1,S1);not(m0,S0);and(n1,S0,m1,RIN);and(n2,S0,S1,A);and(n3,m0,m1,QA);and(n5,S0,m1,QA);and(n6,S0,S1,B);and(n7,m0,m1,QB);and(n8,m0,S1,QC);and(n9,S0,m1,QB);and(n10,S0,S1,C);and(n11,m0,m1,QC);and(n12,m0,S1,QD);and(n13,S0,m1,QC);and(n14,S0,S1,D);and(n15,m0,m1,QD);and(n16,m0,S1,LIN);or(p1,n1,n2,n3,n4);or(p2,n5,n6,n7,n8);or(p3,n9,n10,n11,n12);or(p4,n13,n14,n15,n16);vr74x74q1(CLK_D,p1,1'b1,CLR_L_D,QA,QAN);vr74x7