verilog实现三人投票表决器

### 三人投票表决器的设计方案 #### 设计概述 三人投票表决器的功能是基于多数原则决定输出的结果。如果三个输入中有两个或以上为高电平（1），则输出为高电平；否则，输出为低电平（0）。这种逻辑可以通过简单的组合逻辑电路实现。 以下是使用 Verilog HDL 编写的三人投票表决器的代码示例： ```verilog // Module definition for a three-person voting system module ThreePersonVoter ( input A, // Input from person 1 input B, // Input from person 2 input C, // Input from person 3 output reg Result // Output result of the vote ); always @(*) begin if ((A & B) | (B & C) | (A & C)) begin Result = 1; // If any two inputs are high, set output to 1 end else begin Result = 0; // Otherwise, set output to 0 end end endmodule ``` 此模块通过 `always @( *)` 块实现了组合逻辑功能[^4]。当任意两位投票者投赞成票时，输出即被设置为高电平。 #### 使用 Vivado 的实现流程 在 Vivado 中实现该设计需遵循以下标准操作过程： - 创建一个新的 RTL 工程并指定目标设备。 - 将上述 Verilog 文件添加到工程中作为顶层模块。 - 配置管脚分配以匹配实际硬件连接需求。 - 运行综合、实现以及生成比特流文件用于下载至 FPGA 板卡。 对于仿真验证阶段，在测试平台(Testbench)里可以模拟不同情况下的输入信号变化来观察预期的行为表现是否一致。 #### 测试平台实例 下面给出一段基本的测试台代码供参考: ```verilog // Test bench file for testing 'ThreePersonVoter' module. module tb_three_person_voter(); reg A; reg B; reg C; wire Result; // Instantiate Unit Under Test(UUT). ThreePersonVoter uut( .A(A), .B(B), .C(C), .Result(Result) ); initial begin $dumpfile("three_person_voter.vcd"); $dumpvars(0,tb_three_person_voter); // Apply different combinations of inputs and check outputs accordingly. {A,B,C} = 3'b000; #10; assert(!Result); {A,B,C} = 3'b001; #10; assert(!Result); {A,B,C} = 3'b010; #10; assert(!Result); {A,B,C} = 3'b011; #10; assert(Result ); {A,B,C} = 3'b100; #10; assert(!Result); {A,B,C} = 3'b101; #10; assert(Result ); {A,B,C} = 3'b110; #10; assert(Result ); {A,B,C} = 3'b111; #10; assert(Result ); $finish; end endmodule ``` 这段测试程序涵盖了所有可能的情况，并利用断言机制确认每次运行后的结果准确性[^5]。

在ModelSim环境下编写一个简单的三人投票表决器的Verilog代码，假设我们有三个输入（A、B、C），每个输入代表一个人的意愿，投票结果通过高电平表示胜出。这里是一个基础示例： ```verilog module three_voter( input [1:0] A, B, C, // 输入三个人的选择，0或1表示支持 output reg vote_result // 输出最终的投票结果 ); // 定义一个计数器，最多可以有三种情况获胜 localparam MAX_VOTES = 3; always @(A or B or C) begin case(A + B + C) 0: vote_result <= '0'; // 如果没有人支持，则不分胜负 1'b1: vote_result <= A; // 如果只有一个人支持，A胜出 2'b10: vote_result <= B; // 同理，如果B或C得两票，他们胜出 2'b01: vote_result <= B; 2'b11: vote_result <= C; 2'b02: vote_result <= C; default: vote_result <= 'X'; // 超过多数，无法确定，显示未知结果 endcase end endmodule ``` 在这个例子中，当所有人的选择都一样（A=B=C），那么`vote_result`会输出他们的共同选择；如果有两个人同意而另一个人反对，那胜出者就是那两人中的一个。