内容发布更新时间 : 2024/11/8 20:52:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.实验目的

⑴ 进一步熟悉modelsim仿真工具的使用方法。 ⑵ 学会设计验证的方法和流程。

⑶ 编写一个4位BCD加法器，并且用modelsim对其仿真。

2.实验任务

进一步熟悉modelsim仿真基本流程。并完成一个4位BCD加法器，用modelsim对其仿真。

3.实验内容及步骤

3.1 实验内容

进一步熟悉modelsim仿真基本流程：

① 建一个工作库②编译设计文件③运行仿真④调试结果

实验步骤：

1. 启动modelsim。

2. 创建一个新工程：①在主菜单窗口的主菜单中选择“File→New→

Project”。②在项目名称域中输入工程名称（如adder_bcd），如下图所示。③单击Browse按钮选择工程文件存储的目录。④确认默认库名称为work，单击OK按钮。

3. 创建新设计的文件：①单击OK按钮接受工程设置后，在主窗口的工作

区将出现一个工程标签，同时弹出向工程添加项目的对话框。单击“Create New File”，在新弹出的窗口中，输入文件名（如adder_1bit），特别需要注意的是，“Add file as type”里边要选择“verilog”类型。②如果还需要写新的模块，在project对话框中点右键，选择“Add to Project→New File”。在弹出的对话框中输入新的文件名（如adder_bcd_1bit;adder_bcd_4bit;test），同样注意“Add file as type”里边要选择“verilog”类型。

4. 向工程输入有效的设计单元：把设计的源文件输入到工程里边。 5. 在主窗口中选择“Compile→Compile All”完成工程的编译。对于

modelsim正确编译的设计文件，都打上“√”标志；对于编译失败的情况，打上“×”标志，此时可在右侧的脚本状态窗中查看出错信息，修正后再编译。

6. 完成工程正确的编译后，在主窗口中单击Library标签，进入编译库页，

打开work库，双击测试单元(如test)，加载测试单元。对mycount点右键，选择“Add to wave”。然后就会出现Wave窗口，单击run就会运行并出现波形图。

7. 仿真结束时，在主菜单中选择“Simulate→End Simulate”,结束仿真。

3.2 本次所实现的功能描述

4位BCD加法器，1位BCD用4位二进制数来表示，故4位BCD相加应为16位2进制数相加。先写1位二进制加法器（adder_1bit），用与门实现。然后写1位BCD加法器（adder_bcd_1bit）,即4位二进制加法器，把1位二进制加法器实例化四次。下来写4位BCD加法器（adder_bcd_4bit）,把1位BCD加法器实例化四次。最后写测试模块（test）。

完成了16位二进制数相加。

3.3 本次实验的设计方案

module adder_1bit(a,b,cin,sum,cout); input a,b,cin; output sum,cout; wire s1,m1,m2,m3;

and(m1,a,b),(m2,b,cin),(m3,a,cin); xor(s1,a,b),(sum,s1,cin); or(cout,m1,m2,m3); endmodule

module adder_bcd_1bit(a,b,cin,sum,cout); input[3:0]a,b; input cin; output[3:0]sum; output cout; wire cin1,cin2,cin3; wire count; wire [3:0] sum1;

adder_1bit f0(.a(a[0]),.b(b[0]),.cin(cin),.sum(sum1[0]),.cout(cin1)); adder_1bit f1(.a(a[1]),.b(b[1]),.cin(cin1),.sum(sum1[1]),.cout(cin2)); adder_1bit f2(.a(a[2]),.b(b[2]),.cin(cin2),.sum(sum1[2]),.cout(cin3)); adder_1bit f3(.a(a[3]),.b(b[3]),.cin(cin3),.sum(sum1[3]),.cout(count)); assign sum=((sum1>4'b1001)|(count==1'b1))?(sum1+4'd6):sum1; assign cout=((sum1>4'b1001)|(count==1'b1))?1'b1:1'b0; endmodule

module adder_bcd_4bit(a,b,cin,sum,cout); input [15:0] a,b; input cin; output [15:0] sum; output cout; wire cin1,cin2,cin3; wire [15:0] sum; wire cout;

adder_bcd_1bit

adder1(.a(a[3:0]),.b(b[3:0]),.cin(cin),.sum(sum[3:0]),.cout(cin1)); adder_bcd_1bit

adder2(.a(a[7:4]),.b(b[7:4]),.cin(cin1),.sum(sum[7:4]),.cout(cin2)); adder_bcd_1bit

adder3(.a(a[11:8]),.b(b[11:8]),.cin(cin2),.sum(sum[11:8]),.cout(cin3)); adder_bcd_1bit

adder4(.a(a[15:12]),.b(b[15:12]),.cin(cin3),.sum(sum[15:12]),.cout(cout));

endmodule

module test; reg [15:0] a,b; reg cin; wire [15:0] sum; wire cout;

adder_bcd_4bit mytest(.a(a),.b(b),.cin(cin),.sum(sum),.cout(cout)); always #21 cin=~cin; initial begin a=16'b0; b=16'b0; cin=1'b0;

#7 a=16'b0000_0000_0000_0110;b=16'b0000_0000_0000_0101; #7 a=16'b0000_0000_1100_0010;b=16'b0000_0000_0000_0010; #7 a=16'b0000_1110_0000_0000;b=16'b0000_0110_0000_0000; #7 a=16'b1010_0000_0000_0000;b=16'b0101_0000_0000_0000;