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基于某DE2-115开发板地FPGA入门设计实验.pdf
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基于 DE2-115 开发板的 FPGA 入门设计实验
1、Lab1: 4 位加法器、减法器的设计
1.1 摘要
在文件 add_sub 里面的工程文件 operation_4.v 为顶层
文件,该顶层文件包含了三个子模块,分别为数码管显示模
块,4 位带进位的二进制加法器模块和 4 位带借位的二进制
减法器模块,最后通过 DE2-115 开发板显示实验结果。
1.2 程序
1)add_4bits.v 加法器
module adder_4bits
(
input clk,
input rst_n,
input [3:0] x,
input [3:0] y,
output reg [3:0] sum,
output reg carry_out //溢出位
);
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
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{carry_out, sum} <= 0;
else
{carry_out, sum} = x + y;
end
endmodule
2)substractor_4bits.v 减法器
module subtractor_4bits
(
input clk,
input rst_n,
input [3:0] x,
input [3:0] y,
output reg [3:0] sub,
output reg borrow_out
);
always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n)
{borrow_out, sub} <= 0;
else
begin
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if(x >= y)
{borrow_out, sub} = {1'b0, x - y};
else
{borrow_out, sub} = {1'b1, x - y};
end
end
endmodule
3)seg7_lut.v 数码管显示译码模块
module Seg7_lut
(
input [3:0] iDIG,
output reg [6:0] oSEG
);
always @(iDIG)
begin
case(iDIG)
4'h1: oSEG = 7'b1111001; // ---t----
4'h2: oSEG = 7'b0100100; // | |
4'h3: oSEG = 7'b0110000; // lt rt
4'h4: oSEG = 7'b0011001; // | |
4'h5: oSEG = 7'b0010010; // ---m----
4'h6: oSEG = 7'b0000010; // | |
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4'h7: oSEG = 7'b1111000; // lb rb
4'h8: oSEG = 7'b0000000; // | |
4'h9: oSEG = 7'b0011000; // ---b----
4'ha: oSEG = 7'b0001000;
4'hb: oSEG = 7'b0000011;
4'hc: oSEG = 7'b1000110;
4'hd: oSEG = 7'b0100001;
4'he: oSEG = 7'b0000110;
4'hf: oSEG = 7'b0001110;
4'h0: oSEG = 7'b1000000;
endcase
end
endmodule
1.3 结果
本设计通过 Verilog HDL 硬件描述语言。描述加法、减
法算法,包括了进位以及借位,最终可以在实验板上观察结
果,验证了算法的正确性。拨码开关 SW[7:0]输入两位计算
值,SW[17]为复位按键,如下图所示:
该实验结果显示的是 7+b=02,进位位在 LEDG[0]显示,7-b=12,
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借位位在 LEDR[0]显示。计算过程如下:
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