fpga输入实现左移右移

FPGA输入实现左移右移需要通过移位寄存器实现。对于左移，输入数据按照左移的位数进行移位，不足的部分用0补齐；对于右移，输入数据按照右移的位数进行移位，溢出的部分舍去。在FPGA中，移位操作可以由硬件电路实现，从而提高移位操作的速度和效率。

相关问题

8位流水灯程序verilog_花样流水灯2：双灯左移右移与闪烁

### 回答1：
以下是8位流水灯程序verilog_花样流水灯2：双灯左移右移与闪烁的代码：

module double_light_shift_and_blink(
    input clk,
    input rst,
    output reg [7:0] leds
);

reg [7:0] pattern;
reg [1:0] direction;
reg blink;
wire [7:0] led_pattern;

// initialize variables
initial begin
    pattern = 8'b00000001;
    direction = 2'b10; // start with right shift
    blink = 1'b0;
end

// define LED pattern
assign led_pattern = blink ? 8'b11111111 : pattern;

// shift pattern and change direction
always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
        pattern <= 8'b00000001;
        direction <= 2'b10;
        blink <= 1'b0;
    end else begin
        case (direction)
            2'b00: pattern <= {pattern[6:0], pattern[7]};
            2'b01: pattern <= {pattern[0], pattern[7:1]};
            2'b10: pattern <= {pattern[1:7], pattern[0]};
            2'b11: pattern <= {pattern[7], pattern[6:0]};
        endcase
        
        if (pattern == 8'b00000001 || pattern == 8'b10000000) begin
            direction <= ~direction; // change direction
            blink <= 1'b1; // blink when direction changes
        end else begin
            blink <= 1'b0;
        end
    end
end

// assign LED output
assign leds = led_pattern;

endmodule

这个模块有三个输入和一个输出：

- `clk`：时钟输入
- `rst`：复位输入
- `leds`：8位LED输出

模块中定义了以下变量：

- `pattern`：当前LED模式
- `direction`：当前模式的方向，用2位二进制数字表示
- `blink`：是否要闪烁

`initial` 块用于初始化变量。

`assign` 语句用于将 `led_pattern` 赋值给 `leds` 输出。

`always` 块用于执行模式的左移、右移和更改方向操作。如果 `rst` 为高电平，则将模式重置为 `00000001` 并将方向设置为右移。`case` 语句根据当前方向对模式进行左移或右移操作。当模式达到最左边或最右边时，方向会自动改变，并且会闪烁一次。

希望这可以帮助你！

### 回答2：
8位流水灯程序verilog_花样流水灯2：双灯左移右移与闪烁

这个verilog程序是用来实现8位流水灯效果的，其中包括双灯的左移、右移以及闪烁的效果。

该程序主要通过使用一个8位向量来表示8个LED灯的状态，每个位对应一个LED灯的亮灭状态。程序使用一个时钟信号来控制LED灯的变化。

在双灯左移和右移的效果中，程序通过重复执行一个循环，每次循环将8位向量向左或向右移动一个位置，并在每次移动后更新LED灯的状态。具体实现方法如下：

1. 双灯左移效果：
- 初始化一个8位全0向量作为LED灯的初始状态。
- 在每个时钟周期中，将8位向量向左移动一个位置，即将向量的每一位值向左赋给前一位。最后一位的值用第一位替代。
- 更新LED灯的状态，即根据8位向量的当前值，控制LED灯的亮灭状态。

2. 双灯右移效果：
- 初始化一个8位全0向量作为LED灯的初始状态。
- 在每个时钟周期中，将8位向量向右移动一个位置，即将向量的每一位值向右赋给后一位。第一位的值用最后一位替代。
- 更新LED灯的状态，即根据8位向量的当前值，控制LED灯的亮灭状态。

3. 闪烁效果：
- 初始化一个8位全1向量作为LED灯的初始状态。
- 在每个时钟周期中，根据一个定时器信号来控制LED灯的亮灭状态。当定时器信号为1时，所有LED灯灭；当定时器信号为0时，所有LED灯亮。
- 定时器信号的频率可以通过调整时钟信号的频率来控制闪烁的速度。

通过以上的实现，可以在FPGA开发板上实现8位流水灯的双灯左移右移与闪烁效果。

### 回答3：
花样流水灯2：双灯左移右移与闪烁是一种流水灯的程序设计，其中有两个灯，通过左移、右移和闪烁的方式进行演示。

具体实现这个程序可以使用Verilog语言，下面是一个简单的Verilog代码示例：

module flow_light(
    input wire clk,
    output wire [7:0] led
    );

reg [15:0] counter;
reg [7:0] pattern;

always @(posedge clk) begin
    if (counter < 8) begin
        pattern <= {pattern[6:0], pattern[7]};
        counter <= counter + 1;
    end else if (counter < 23) begin
        if (counter < 15) begin
            pattern <= {pattern[0], pattern[7:1]};
        end else begin
            pattern <= {pattern[1:7], pattern[0]};
        end
        counter <= counter + 1;
    end else begin
        if (counter < 31) begin
            pattern <= {8'b11111110, pattern[7]};
        end else begin
            pattern <= {pattern[6:0], 8'b11111110};
        end
        counter <= counter + 1;
    end
end

assign led = pattern;

endmodule

这段Verilog代码实现了一个8位的流水灯，其中包含两个灯，通过计数器和位移操作来控制灯的亮灭。

在时钟上升沿触发的时候，根据计数器的值进行相应的操作：

- 当计数器小于8时，进行左移操作，同时递增计数器；

- 当计数器在8到22之间时，进行左移和右移操作，根据计数器的值进行判断具体的左移或右移操作；

- 当计数器在23到30之间时，进行闪烁操作，根据计数器的值进行判断具体的闪烁操作；

根据计数器的值和具体的操作，改变模式变量的取值，最终通过assign语句将模式变量赋值给输出端口led，从而实现双灯左移右移和闪烁的效果。

这样，我们就完成了8位流水灯程序verilog_花样流水灯2：双灯左移右移与闪烁的实现。该程序可以在FPGA等硬件平台上加载运行，展示双灯左移右移与闪烁的效果。

根据74LS194的功能特点，试在DE1-SOC系统上用FPGA设计实现一个8位移位寄存器，具有保持、并行输入、并行输出、左移和右移功能

首先，需要通过VHDL语言编写代码来实现8位移位寄存器的功能。以下是基于74LS194的功能特点所设计的VHDL代码：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity shift_register is
    port(
        clk     : in std_logic;
        rst     : in std_logic;
        en      : in std_logic;
        input   : in std_logic_vector(7 downto 0);
        shift   : in std_logic_vector(1 downto 0);
        output  : out std_logic_vector(7 downto 0)
    );
end shift_register;

architecture behavior of shift_register is
    signal temp_output : std_logic_vector(7 downto 0);
begin
    process(clk, rst)
    begin
        if rst = '1' then
            temp_output <= (others => '0');
        elsif rising_edge(clk) then
            if en = '1' then
                case shift is
                    when "00" => -- Hold
                        temp_output <= temp_output;
                    when "01" => -- Parallel Load
                        temp_output <= input;
                    when "10" => -- Shift Right
                        temp_output <= temp_output(6 downto 0) & input(7);
                    when "11" => -- Shift Left
                        temp_output <= input(0) & temp_output(7 downto 1);
                    when others => -- Undefined
                        temp_output <= temp_output;
                end case;
            end if;
        end if;
    end process;

    output <= temp_output;
end behavior;

在这个代码中，我们使用了一个 `process` 过程来模拟寄存器的状态变化。当 `rst` 信号为高电平时，整个寄存器会被清零。而当 `en` 信号为高电平时，根据 `shift` 信号的值来确定寄存器的操作类型。其中，"00" 表示保持操作，"01" 表示并行输入操作，"10" 表示右移操作，"11" 表示左移操作。在每个操作类型中，我们使用了不同的方式来更新 `temp_output` 信号，从而实现了寄存器的功能。

接下来，我们需要在Quartus II软件中将这个代码编译成FPGA可以识别的二进制文件。具体操作步骤如下：

1. 打开Quartus II软件，并在工程管理器中创建一个新项目。
2. 在新建项目向导中，选择合适的项目名称和存储路径，并选择DE1-SOC开发板对应的FPGA芯片型号。
3. 在设计中添加上述VHDL代码，并添加约束文件以定义FPGA芯片的引脚映射关系。
4. 进行编译，并生成对应的二进制文件。
5. 将生成的二进制文件通过JTAG下载器下载到DE1-SOC开发板中进行验证测试。

完成以上步骤后，我们就可以在DE1-SOC开发板上验证设计的正确性。通过设置不同的输入和移位类型，我们可以观察到寄存器的输出是否符合预期。这样，我们就成功地实现了一个基于74LS194的8位移位寄存器，并在DE1-SOC系统上通过FPGA进行了设计实现。