VerilogHDL实验：组合逻辑电路设计——七段码与比较器

“实验一：组合逻辑电路设计，通过VerilogHDL实现七段码和比较器的功能，旨在学习VerilogHDL语法并运用VIVADO环境进行编程设计，包括时序仿真与硬件验证。” 该实验主要关注数字电子（数电）领域的组合逻辑电路设计，使用硬件描述语言VerilogHDL进行编程。VerilogHDL是一种被广泛使用的语言，用于描述数字系统的结构和行为，可以用来设计各种电子组件，包括微处理器、接口电路以及本实验中的七段码显示器和比较器。 实验目标是使学生掌握以下几个关键知识点： 1. **VerilogHDL基础语法**：了解并运用VerilogHDL的语法规则，如模块定义（module）、输入输出声明（input/output）、数据类型（reg）、时钟信号处理（always@*）、条件语句（if-else）以及case语句等。 2. **VIVADO环境**：VIVADO是Xilinx公司开发的一款集成开发环境，支持VerilogHDL的设计、仿真、综合、实现和配置，学生需要学会在VIVADO中创建项目、编写源代码、设置仿真环境。 3. **七段码显示**：七段码是用于显示数字或字母的常见方式，由七个LED组成。实验中要求根据输入的4位二进制数（D）转换为对应的七段码输出（display_out），通过case语句实现不同输入值的转换。 4. **时序仿真**：在VIVADO中进行时序仿真是验证设计正确性的重要步骤，学生需学会如何设置激励源（testbench），模拟不同的输入条件，并观察输出是否符合预期。 5. **硬件验证**：将设计下载到实验板上进行实际操作验证，确保设计的组合逻辑电路在真实硬件上也能正常工作。 实验步骤详细说明了如何建立VerilogHDL项目，编写七段码显示的源代码，以及设置仿真测试用例。在仿真部分，学生需要补充完整的外界激励代码，模拟输入信号的变化，并观察输出结果。最后，将设计下载到硬件上进行实际验证，这是理论设计与实际应用的结合，有助于加深对数字逻辑电路的理解。 这个实验不仅锻炼了学生的编程能力，还提升了他们的逻辑思维和问题解决能力，是数字电子学中非常实用且重要的实践环节。