FPGA刷题P4：使用8-3优先编码器实现16-4优先编码器、 使用3-8译码器实现全减器、 实现3-8译码器、使用3-8译码器实现逻辑函数、数据选择器实现逻辑电路

发布时间：2024-01-21 09:30

P1~3大家可以进去我主页自行寻找就不放链接了，下面继续分享牛客网Verilog题目解析

目录

使用8-3优先编码器实现16-4优先编码器

 使用3-8译码器实现全减器

 实现3-8译码器

 使用3-8译码器实现逻辑函数

 数据选择器实现逻辑电路

使用8-3优先编码器实现16-4优先编码器

FPGA刷题P4：使用8-3优先编码器实现16-4优先编码器、 使用3-8译码器实现全减器、 实现3-8译码器、使用3-8译码器实现逻辑函数、数据选择器实现逻辑电路_第1张图片

这个题8-3优先编码器代码已经给出了，需要我们通过例化已有代码，实现16-4编码器，可以理解为2块8-3优先编码器并联起来了，电路连接图如下：

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我们可以参考电路图写代码： 

module encoder_83(
   input      [7:0]       I   ,
   input                  EI  ,
   
   output wire [2:0]      Y   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO    
);
assign Y[2] = EI & (I[7] | I[6] | I[5] | I[4]);
assign Y[1] = EI & (I[7] | I[6] | ~I[5]&~I[4]&I[3] | ~I[5]&~I[4]&I[2]);
assign Y[0] = EI & (I[7] | ~I[6]&I[5] | ~I[6]&~I[4]&I[3] | ~I[6]&~I[4]&~I[2]&I[1]);

assign EO = EI&~I[7]&~I[6]&~I[5]&~I[4]&~I[3]&~I[2]&~I[1]&~I[0];

assign GS = EI&(I[7] | I[6] | I[5] | I[4] | I[3] | I[2] | I[1] | I[0]);
//assign GS = EI&(| I);
         
endmodule

module encoder_164(
   input      [15:0]      A   ,
   input                  EI  ,
   
   output wire [3:0]      L   ,
   output wire            GS  ,
   output wire            EO    
);
    //例化
wire       EO1 ;
wire [2:0] Y0  ;
wire [2:0] Y1  ;
wire       GS0 ;
    
    encoder_83 U0(
   .I   (A[7:0]),//输入低8位
   .EI  (EO1   ),
 
   .Y   (Y0    ),
   .GS  (GS0   ),
   .EO  (EO    ) 
 
);
 
encoder_83 U1(
   .I   (A[15:8]),//输入高8位
   .EI  (EI     ),
 
   .Y   (Y1    ),
   .GS  (GS1   ),
   .EO  (EO1   ) 
 
);
    //将2块8-3 并联起来
    
assign L[3] = GS1;
assign L[2] = Y1[2] | Y0[2];
assign L[1] = Y1[1] | Y0[1];
assign L[0] = Y1[0] | Y0[0];
 
assign GS = GS1 | GS0;
    
endmodule

 使用3-8译码器实现全减器

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这个题首先写出全减器的真值表：

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由真值表可得出，输出D的逻辑表达式用最小项表示为：

D = m1+m2+m4+m7

输出Co的逻辑表达式用最小项表示为：

Co = m1+m2++m3+m7

由于译码器的输出为最小项取反，下面需要将表达式中的最小项转换为最小项取反的形式。根据反演定理，转换结果如下：

D = ~(非m1非m2非m3非m7)

Co=~(非m1非m2非m3非m7)

由上式可知，采用与非门即可实现该电路的组合逻辑输出。关键电路如下：

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 根据电路写代码：

module decoder_38(
   input             E      ,
   input             A0     ,
   input             A1     ,
   input             A2     ,
   
   output reg       Y0n    ,  
   output reg       Y1n    , 
   output reg       Y2n    , 
   output reg       Y3n    , 
   output reg       Y4n    , 
   output reg       Y5n    , 
   output reg       Y6n    , 
   output reg       Y7n    
);

always @(*)begin
   if(!E)begin
      Y0n = 1'b1;
      Y1n = 1'b1;
      Y2n = 1'b1;
      Y3n = 1'b1;
      Y4n = 1'b1;
      Y5n = 1'b1;
      Y6n = 1'b1;
      Y7n = 1'b1;
   end  
   else begin
      case({A2,A1,A0})
         3'b000 : begin
                     Y0n = 1'b0; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b001 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b0; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b010 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b0; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b011 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b0; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b100 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b0; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b101 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b0; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b110 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b0; Y7n = 1'b1;
                  end 
         3'b111 : begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b0;
                  end 
         default: begin
                     Y0n = 1'b1; Y1n = 1'b1; Y2n = 1'b1; Y3n = 1'b1; 
                     Y4n = 1'b1; Y5n = 1'b1; Y6n = 1'b1; Y7n = 1'b1;
                  end
      endcase  
   end 
end    
     
endmodule

module decoder1(
   input             A     ,
   input             B     ,
   input             Ci    ,
   
   output wire       D     ,
   output wire       Co         
);
    wire       Y0_n   ; 

wire       Y1_n   ;

wire       Y2_n   ;

wire       Y3_n   ;

wire       Y4_n   ;

wire       Y5_n   ;

wire       Y6_n   ;

wire       Y7_n   ;

decoder_38 U0(

   .E      (1'b1),

   .A0     (Ci  ),

   .A1     (B   ),

   .A2     (A   ),

 

   .Y0n    (Y0_n), 

   .Y1n    (Y1_n),

   .Y2n    (Y2_n),

   .Y3n    (Y3_n),

   .Y4n    (Y4_n),

   .Y5n    (Y5_n),

   .Y6n    (Y6_n),

   .Y7n    (Y7_n)

);

assign D = ~(Y1_n & Y2_n & Y4_n & Y7_n);

assign Co = ~(Y1_n & Y2_n & Y3_n & Y7_n);


endmodule

 实现3-8译码器

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 这个题根据真值表写一个3-8译码器，代码如下：

module decoder_38(
   input             E1_n   ,
   input             E2_n   ,
   input             E3     ,
   input             A0     ,
   input             A1     ,
   input             A2     ,
   
   output wire       Y0_n   ,  
   output wire       Y1_n   , 
   output wire       Y2_n   , 
   output wire       Y3_n   , 
   output wire       Y4_n   , 
   output wire       Y5_n   , 
   output wire       Y6_n   , 
   output wire       Y7_n   
);
    
    wire E ;
assign E = E3 & ~E2_n & ~E1_n;
assign  Y0_n = ~(E & ~A2 & ~A1 & ~A0);
assign  Y1_n = ~(E & ~A2 & ~A1 &  A0);
assign  Y2_n = ~(E & ~A2 &  A1 & ~A0);
assign  Y3_n = ~(E & ~A2 &  A1 &  A0);
assign  Y4_n = ~(E &  A2 & ~A1 & ~A0);
assign  Y5_n = ~(E &  A2 & ~A1 &  A0);
assign  Y6_n = ~(E &  A2 &  A1 & ~A0);
assign  Y7_n = ~(E &  A2 &  A1 &  A0);
endmodule

 使用3-8译码器实现逻辑函数

这一题在上一题的基础上，要求实现：

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module decoder_38(
   input             E1_n   ,
   input             E2_n   ,
   input             E3     ,
   input             A0     ,
   input             A1     ,
   input             A2     ,
   
   output wire       Y0_n   ,  
   output wire       Y1_n   , 
   output wire       Y2_n   , 
   output wire       Y3_n   , 
   output wire       Y4_n   , 
   output wire       Y5_n   , 
   output wire       Y6_n   , 
   output wire       Y7_n   
);
wire E ;
assign E = E3 & ~E2_n & ~E1_n;
assign  Y0_n = ~(E & ~A2 & ~A1 & ~A0);
assign  Y1_n = ~(E & ~A2 & ~A1 &  A0);
assign  Y2_n = ~(E & ~A2 &  A1 & ~A0);
assign  Y3_n = ~(E & ~A2 &  A1 &  A0);
assign  Y4_n = ~(E &  A2 & ~A1 & ~A0);
assign  Y5_n = ~(E &  A2 & ~A1 &  A0);
assign  Y6_n = ~(E &  A2 &  A1 & ~A0);
assign  Y7_n = ~(E &  A2 &  A1 &  A0);
     
endmodule

module decoder0(
   input             A     ,
   input             B     ,
   input             C     ,
   
   output wire       L
);
    wire [7:0] Y;
    assign L = ~Y[3] + ~Y[4] + ~Y[6] + ~Y[7];
    decoder_38 myDecoder(
        .E1_n( 0  ),
        .E2_n( 0  ),
        .E3  ( 1  ),
        .A0  ( A  ),
        .A1  ( B  ),
        .A2  ( C  ),
         
        .Y0_n(Y[0]),
        .Y1_n(Y[1]),
        .Y2_n(Y[2]),
        .Y3_n(Y[3]),
        .Y4_n(Y[4]),
        .Y5_n(Y[5]),
        .Y6_n(Y[6]),
        .Y7_n(Y[7])
    );

endmodule

 数据选择器实现逻辑电路

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然后我们例化时，直接例化进去即可，代码如下： 

module data_sel(
   input             S0     ,
   input             S1     ,
   input             D0     ,
   input             D1     ,
   input             D2     ,
   input             D3     ,
   
   output wire        Y    
);

assign Y = ~S1 & (~S0&D0 | S0&D1) | S1&(~S0&D2 | S0&D3);
     
endmodule

module sel_exp(
   input             A     ,
   input             B     ,
   input             C     ,
   
   output wire       L            
);
    
    data_sel U0(
   .S0     (B),
   .S1     (A),
   .D0     (0),
   .D1     (C),
   .D2     (~C),
   .D3     (1),
  
   .Y      (L)
);
    
endmodule

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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