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
时间: 2024-02-03 11:04:39 浏览: 87
基于FPGA的移位寄存器实现
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:
```vhdl
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。
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