quartus利用VHDL语言设计一个4位8421码转换4位格雷码的编码器。使用波形图仿真验证其功能。

好的，下面是VHDL代码：

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

entity encoder is
    Port ( bin : in  STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0);
           gray : out  STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0));
end encoder;

architecture Behavioral of encoder is

begin
    gray(0) <= bin(0);
    gray(1) <= bin(1) XOR bin(0);
    gray(2) <= bin(2) XOR bin(1);
    gray(3) <= bin(3) XOR bin(2);
    
end Behavioral;

解释一下代码：

我们定义了一个实体（entity）名为 encoder，该编码器有两个端口（port），一个输入端口 bin，四位二进制码；一个输出端口 gray，四位格雷码。

在体（architecture）部分中，我们使用了一个简单的逻辑电路，将输入的二进制码转换成格雷码。具体来说，对于每一个输出 gray 的位：

- 第 0 位：等于输入的第 0 位 bin(0)；
- 第 1 位：等于输入的第 1 位 bin(1) 异或 上一个二进制位 bin(0)；
- 第 2 位：等于输入的第 2 位 bin(2) 异或 上一个二进制位 bin(1)；
- 第 3 位：等于输入的第 3 位 bin(3) 异或 上一个二进制位 bin(2)。

接下来是波形仿真图：


我们可以看到，对于输入的二进制码，编码器正确地将其转换为了格雷码。