hnu 数字电路 实验1.2 实现3-8译码器_38译码器仿真波形图分析

用逻辑图和VHDL语言设计一个3-8译码器

①　先画出3-8译码器的逻辑图

②　打开Quartus II，新建工程，工程命名为yi_ma_38，开始编写源代码。

③　写好源代码，保存文件。（如图为源代码，VHDL数据流实现）

library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_arith.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
entity yi_ma_38 is
port( A0,A1,A2: in std_logic;
  C0,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7: out std_logic);
end yi_ma_38;

architecture dataflow_1 of yi_ma_38 is
signal A0_n,A1_n,A2_n,B0,B1,B2,B3:std_logic;
begin
   A0_n <= not A0;
   A1_n <= not A1;
   A2_n <= not A2;
   B3 <= A2_n and A1_n;
   B2 <= A2 and A1_n;
   B1 <= A2_n and A1;
   B0 <= A2 and A1;
   C7 <= B0 and A0;
   C6 <= B1 and A0;
   C5 <= B2 and A0;
   C4 <= B3 and A0;
   C3 <= B0 and A0_n;
   C2 <= B1 and A0_n;
   C1 <= B2 and A0_n;
   C0 <= B3 and A0_n;
end dataflow_1;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

④　编译与调试。确保顶层实现的命名和工程名一致。编译成功。

⑤　查看RTL视图。

⑥　结果分析及结论。
如RTL图所示，3-8译码器共A0，A1，A2三个输入，经过B0，B1，B2,B3三个与门和八个与门，完成C0-C7八个输出，完成3-8译码器的功能，和逻辑图相符，初步判断没有问题。

⑦　功能仿真的波形及验证。
a.新建波形文件。将3-8译码器的8个输入000-111按顺序依次输入到波形文件Waveform1.vwf中。
b.生成网表，功能仿真。生成网表成功。

功能仿真成功。功能仿真波形图如图所示：

c.结果分析及结论
0-10.0ns，A0=0，A1=0，A2=0，C0=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
10.0-20.0ns，A0=0，A1=0，A2=1，C1=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
20.0-30.0ns，A0=0，A1=1，A2=0，C2=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
30.0-40.0ns，A0=0，A1=1，A2=1，C3=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
40.0-50.0ns，A0=1，A1=0，A2=0，C4=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
50.0-60.0ns，A0=1，A1=0，A2=1，C5=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
60.0-70.0ns，A0=1，A1=1，A2=0，C6=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
70.0-80.0ns，A0=1，A1=1，A2=1，C7=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
⑧　实现时序仿真。
a.时序仿真成功。

b.时序仿真波形图如下：

c.结果分析及结论
0-10.0ns，A0=0，A1=0，A2=0，C0=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
10.0-18.07ns，C1=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C0=A0+A1+A2=1，C1和其余C为0。
18.07-20.0ns，A0=0，A1=0，A2=1，C1=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
20.0-28.52ns，C2=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C1=++=1，C2和其余C为0。
28.52-29.09ns，C2=A0+A1+A2=1，但由于延误，显示C1=A0+A1+A2=1的情况，出现冒险。
29.09-30.0ns，A0=0，A1=1，A2=0，C2=++=1，其余C为0，仿真无误。
30.0-38.97ns，C3=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C2=A0+A1+A2=1，C3和其余C为0。
38.12-40.0ns，A0=0，A1=1，A2=1，C3=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
40.0-48.01ns，C4=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C3=A0+A1+A2=1，C4和其余C为0。
48.01-49.42ns，C4=A0+A1+A2=1，但由于延误，显示C6=A0+A1+A2=1的情况，出现冒险。
49.42-50.0ns，A0=1，A1=0，A2=0，C4=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
50.0-57.89ns，C5=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C4=A0+A1+A2=1，C5和其余C为0。
57.89-60.0ns，A0=1，A1=0，A2=1，C5=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
60.0-68.34ns，C6=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C5=A0+A1+A2=1，C6和其余C为0。
68.34-69.19ns，C6=A0+A1+A2=1，但由于延误，显示C4=A0+A1+A2=1的情况，出现冒险。
69.19-70.0ns，A0=1，A1=1，A2=0，C6=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
70.0-78.51ns，C7=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C6=A0+A1+A2=1，C7和其余C为0。
78.51-80.0ns，A0=1，A1=1，A2=1，C7=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。
80.0-87.83ns，C0=A0+A1+A2=1，由于有延时，仍旧显示C0=A0+A1+A2=1，C8和其余C为0。
87.83-89.52ns，C0=A0+A1+A2=1，但由于延误，显示C2=A0+A1+A2=1的情况，出现冒险。
89.52-ns，A0=0，A1=0，A2=0，C0=A0+A1+A2=1，其余C为0，仿真无误。