杭电计组实验1-全加器设计实验

杭州电子科技大学计算机学院

实验报告

实验项目：实验1-全加器设计实验

课程名称：计算机组成原理与系统结构课程设计

姓名：学号：同组姓名：学号：实验位置（机号）：自己的笔记本

实验日期：指导教师：

二、结果

4位全加器实验报告

四位全加器 11微电子黄跃21 【实验目的】采用modelsim集成开发环境，利用verilog硬件描述语言中行为描述模式、结构描述模式或数据流描述模式设计四位进位加法器。【实验内容】加法器是数字系统中的基本逻辑器件。多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。通常，并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。实现多位二进制数相加的电路称为加法器,它能解决二进制中1＋1＝10的功能（当然还有 0＋0、0＋1、1＋0）. 【实验原理】

表2 全加器逻辑功能真值表图4 全加器方框图图5 全加器原理图多位全加器连接可以是逐位进位，也可以是超前进位。逐位进位也称串行进位，其逻辑电路简单，但速度也较低。四位全加器如图9所示，四位全加器是由半加器和一位全加器组建而成：图9 四位全加器原理图【实验步骤】 (1)建立新工程项目：打开modelsim软件，进入集成开发环境，点击File→New project建立一

个工程项目adder_4bit。建立文本编辑文件：点击File→New在该项目下新建Verilog源程序文件并且输入源程序。 (2)编译和仿真工程项目：在verilog主页面下，选择Compile— Compile All或点击工具栏上的按钮启动编译，直到project出现status栏全勾，即可进行仿真。选择simulate - start simulate或点击工具栏上的按钮开始仿真，在跳出来的 start simulate框中选择work-test_adder_4bit测试模块，同时撤销Enable Optimisim前的勾，之后选择ok。在sim-default框内右击选择test_adder_4bit，选择Add Wave,然后选择simulate-run-runall,观察波形，得出结论，仿真结束。四位全加器 1、原理图设计如图9所示，四位全加器是由半加器和一位全加器组建而成：图9 四位全加器原理图【仿真和测试结果】下图为四位全加器的仿真图：

实验一四位串行进位加法器的设计实验报告

实验一四位串行进位加法器的设计一、实验目的 1.理解一位全加器的工作原理 2.掌握串行进位加法器的逻辑原理 3.进一步熟悉Quartus软件的使用，了解设计的全过程，二、实验内容 1.采用VHDL语言设计四位串行进位的加法器 2.采用画原理图的方法设计四位串行进位加法器三、实验步骤 1、使用VHDL语言设计 1.打开File—>New Project Wizard输入文件名adder4保存在D盘内，打开File—>New—>VHDL File,从模版中选择库的说明，use语句的说明，实体的说明，结构体的说明，编写VHDL代码，然后保存、编译。打开File—>New—>Other File—>Vector Waveform File,查找引脚，从Edit中选择End Time 输入40、ns 保存。从Assignments—>Settings—>Simulator Settings —>Functional 然后Processing—>Generate Functional Simnlation Netlist —>确定。选择Start Simulation保存最后的波形图，打开File —>close关闭工程。底层文件： LIBRARY ieee;

USE fadder IS PORT ( a, b,cin : IN STD_LOGIC; s, co : OUT STD_LOGIC ); END fadder; ARCHITECTURE arc1 OF fadder IS BEGIN s<=a xor b xor cin; co<=((a xor b)and cin)or(a and b); END arc1; 顶层文件： LIBRARY ieee; USE adder4 IS PORT ( c0: IN STD_LOGIC; a,b : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); s : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); c4 : OUT STD_LOGIC );

杭电计组实验报告10

计组实验十老师：包健一、源代码测试模块代码： module Top( inputinclk, inputmem_clk, inputrst, outputreg[7:0] LED, input [3:0] SW ); wireclk; MyButtonmb( .clk_100MHz(mem_clk), .BTN(inclk), .BTN_Out(clk) ); wire [31:0] ALU_F; wire [31:0] M_R_Data; wire ZF; wire OF; wire [31:0]PC; My_I_CPUmy_i_cpu( .clk(clk), .mem_clk(mem_clk), .rst(rst), .ALU_F(ALU_F), .M_R_Data(M_R_Data), .ZFF(ZF), .OF(OF), .PC_out(PC) ); always@(*) begin case(SW) 4'd0:LED=ALU_F[7:0]; 4'd1:LED=ALU_F[15:8]; 4'd2:LED=ALU_F[23:16]; 4'd3:LED=ALU_F[31:24]; 4'd4:LED=M_R_Data[7:0];

4'd5:LED=M_R_Data[15:8]; 4'd6:LED=M_R_Data[23:16]; 4'd7:LED=M_R_Data[31:24]; 4'd8:LED={ZF,6'd0,OF}; 4'd12:LED=PC[7:0]; 4'd13:LED=PC[15:8]; 4'd14:LED=PC[23:16]; 4'd15:LED=PC[31:24]; default:LED=8'b0000_0000; endcase end endmodule 顶层模块代码： moduleMy_I_CPU( inputclk, inputmem_clk, inputrst, output [31:0] ALU_F, output [31:0] M_R_Data, output ZFF, output OF, output [31:0]PC_out ); //wire clk_n = ~clk; wire[31:0] codes; wire [31:0]PC_new; reg [31:0]PC; Inst_Fetch1 inst_fetch( .PC(PC), .rst(rst), .clk(clk), .Inst_codes(codes), .PC_new(PC_new) ); wire[5:0] OP; wire[5:0] func;

FPGA一位全加器设计实验报告

题目：1位全加器的设计一．实验目的 1.熟悉QUARTUSII软件的使用； 2.熟悉实验硬件平台的使用； 3.掌握利用层次结构描述法设计电路。二．实验原理由于一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验箱，其中ain,bin,cin信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，并将输入的信号连接到红色LED管 LEDR0,LEDR1,LEDR2上便于观察，sum,cout 信号采用绿色发光二极管LEDG0,LEDG1来显示。三．实验步骤 1.在QUARTUSII软件下创建一工程，工程名为full_adder，芯片名为EP2C35F672C6； 2.新建Verilog语言文件，输入如下半加器Verilog语言源程序； module half_adder(a,b,s,co); input a,b; output s,co; wire s,co; assign co=a & b; assign s=a ^ b; Endmodule 3.保存半加器程序为，进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性。其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示

4.选择菜单File→Create/Update→Create Symbol Files for current file，创建半加器模块； 5.新建一原理图文件，在原理图中调用半加器、或门模块和输入，输出引脚，按照图1所示连接电路。并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端，便于观察。完成后另保存full_adder。电路图如下 6.对设计进行全编译，锁定引脚，然后分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能。其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示

4位全加器实验报告.doc

四位全加器 11微电子黄跃1117426021 【实验目的】采用modelsim集成开发环境，利用verilog硬件描述语言中行为描述模式、结构描述模式或数据流描述模式设计四位进位加法器。【实验内容】加法器是数字系统中的基本逻辑器件。多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。通常，并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。实现多位二进制数相加的电路称为加法器,它能解决二进制中1＋1＝10的功能（当然还有 0＋0、0＋1、1＋0）. 【实验原理】全加器除本位两个数相加外，还要加上从低位来的进位数，称为全加器。图4为全加器的方框图。图5全加器原理图。被加数A i 、加数B i 从低位向本位进位C i-1 作为电路的输入，全加和S i 与向高位的进位C i 作为电路的输出。能实现全加运算功能的电路称为全加电路。全加器的逻辑功能真值表如表2中所列。信号输入端信号输出端 A i B i C i S i C i 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

杭电计组实验1-全加器设计实验

杭电计组实验1-全加器设计实验杭州电子科技大学计算机学院实验报告实验项目：实验1-全加器设计实验课程名称：计算机组成原理与系统结构课程设计姓名：学号：同组姓名：学号：实验位置（机号）：自己的笔记本实验日期：指导教师：实验内容（算法、程序、步骤和方法）一、实验目的（1），学习ISE工具软件的使用及仿真方法（2）学习FPGA程序的下载方法（3）熟悉Nexys3实验板（4）掌握运用VerilogHDL进行结构描述与建模的技巧和方法（5）掌握二进制全加器的原理和设计方法二、实验仪器ISE工具软件三、步骤、方法（1）启动XilinxISE 软件，选择File-NewProject,输入工程名，默认选择后，点击Next按钮，确认工程信息后点击Finish按钮，创建一个完整的工程。（2）在工程管理区的任意位置右击，选择NewSource命令。弹出NewSourceWizard对话框，选择VerilogModule,并输入Verilog文件名shiyan1，点击Next按钮进入下一步，点击Finish完成创建。（3）编辑程序源代码，然后编译，综合；选择Synthesize--XST项中的CheckSyntax右击选择Run命令，并查看RTL视图；如果编译出错，则需要修改程序代码，直至正确。（4）在工程管理区将View类型设置成Simulation，在任意位置右击，选择NewSource命令，选择VerilogTestFixture选项。输入文件名shiyan1_test，点击Next，点击Finish，完成。编写激励代码，观察仿真波形，如果验证逻辑有误，则修改代码，重新编译，仿真，直至正确。（5）由于实验一并未链接实验板，所以后面的链接实验板的步骤此处没有。操作过程及结果一、操作过程实验过程和描述： moduleshiyan1(A,B,C,F,Ci);inputA,B,C;outputF,Ci;wireA,B,C,F,Ci;wi reS1,S2,S3;xorXU1(F,A,B,C),XU2(S1,A,B);andAU1(S2,A,B),AU2(S3,S1,C);or OU1(Ci,S2,S3);endmodule仿真代码 moduleshiyan1_test;//InputsregA;regB;regC;//OutputswireF;wireCi;/ /InstantiatetheUnitUnderTest(UUT)shiyan1uut(.A(A),.B(B),.C(C),.F(F),. Ci(Ci));initialbegin//InitializeInputsA=0;B=0;C=0;//Wait100nsforgloba lresettofinish#100;//AddstimulushereA=0;B=0;C=0;#100A=0;B=0;C=1;#100A =0;B=1;C=0;#100A=0;B=1;C=1;#100A=1;B=0;C=0;#100A=1;B=0;C=1;#100A=1;B= 1;C=0;#100A=1;B=1;C=1;EndRTL图二、结果思考题：（（1）根据查看顶层模块RTL的最外层的输入输出接口，和实验指导书式（14.1）所示电路相比，该电路图的输入输出引脚和这个加法器的引脚图式是相符合的。（（2））尝试使用数据流描述方式现实现

八位加法器设计实验报告

实验四：8位加法器设计实验 1.实验目的：熟悉利用quartus原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计方法。 2.实验原理：一个八位加法器可以由八个全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相邻的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。 3.实验任务：完成半加器，全加器，八位加法器设计，使用例化语句，并将其设计成一个原件符号入库，做好程序设计，编译，程序仿真。 1）编译成功的半加器程序： module h_adder(a,b,so,co); input a,b; output so,co; assign so=a^b; assign co=a&b; endmodule 2）编译成功的全加器程序： module f_adder(ain,bin,cin,cout,sum); output cout,sum;input ain,bin,cin; wire net1,net2,net3; h_adder u1(ain,bin,net1,net2); h_adder u2(.a(net1),.so(sum),.b(cin),.co(net3));

or u3(cout,net2,net3); endmodule 3）编译成功的八位加法器程序： module f_adder8(ain,bin,cin,cout,sum); output [7:0]sum; output cout;input [7:0]ain,bin;input cin; wire cout0, cout1, cout2 ,cout3, cout4,cout5,cout6; f_adder u0(.ain(ain[0]),.bin(bin[0]),.cin(cin),.sum(sum[0]) ,.cout(cout0)); f_adder u1(.ain(ain[1]),.bin(bin[1]),.cin(cout0),.sum(sum[1 ]),.cout(cout1)); f_adder u2(.ain(ain[2]),.bin(bin[2]),.cin(cout1),.sum(sum[2 ]),.cout(cout2)); f_adder u3(.ain(ain[3]),.bin(bin[3]),.cin(cout2),.sum(sum[3 ]),.cout(cout3)); f_adder u4(.ain(ain[4]),.bin(bin[4]),.cin(cout3),.sum(sum[4

数电实验报告半加全加器

实验二半加/减器与全加/减器一、实验目的：（1）掌握全加器和半加器的逻辑功能。（2）熟悉集成加法器的使用方法。（3）了解算术运算电路的结构。二、实验设备： 1、 74LS00 （二输入端四与非门） 2、 74LS86 （二输入端四异或门） 3、数字电路实验箱、导线若干。 Ver 4B 4A 4￥ 3B 3A 3Y 1A IB !Y 2A 2B 2Y GND （74LS86引脚图）三、实验原理：两个二进制数相加，叫做半加，实现半加操作的电路，称为半加器。 A 表示被加数，B 表示加数，S 表示半加和，Co 表示向高位的进位。全加器能进行加数、被加数和低位来的信号相加，并给出该位的进位信号以及和。四、实验内容：用74LS00和74LS86实现半加器、全加器的逻辑电路功能。（一）半加器、半减器 M=0寸实现半加，M=1时实现半减，真值表如下：（74LS00引脚）

功能M A B S C 半加00000 00110 01010 01101 半减10000 10111 11010 11100 —s +/- ——co M （半加器图形符号） 2、 ⑴S真值表: 00011110 00110 11001 A ⑵C真值表: 00011110 00000 10101 C 二B（A二M）

（二）全加器、全减器 S CO C^BC i-1 ?（M 十 A ）（B 十 C ）、实验结果半加器： S 二 AB AB = A 二 B C =B （A 二 M ）全加器： S = A 二 B - C i-1 G 二GM C 2M CI B +/一

全加器实验报告

全加器设计实验报告姓名：班级：学号：

实验目的： 1.熟悉QuartusⅡ原理图设计流程,学习简单电路的设计方法、输入步骤、层次化步骤。 2.掌握QuartusII的文本输入方式的设计过程，理解VHDL语言的结构级描述方法，学习元件例化语句的设计方法。实验原理：一位全加器可以用两个半加器及一个或门连接而成。要求使用原理图输入的方法先进行底层半加器设计，再建立上层全加器设计文件，调用半加器和或门符号，连线完成原理图设计。全加器可以用两个半加器和一个或门连接而成，在半加器描述的基础上，采用COMPONENT语句和PORT MAP语句就可以很容易地编写出描述全加器的程序。一.原理图 1.半加器实验步骤 1.打开Quartus Ⅱ软件，选择新建命令，在新建对话框中选择原理图文件编辑输入项，完成新建进入原理图编辑窗口。 2.在原理图编辑窗口任意位置右击鼠标，将出现快捷菜单，选择其中的输入元件项insert symbol，按照所设计的电路，放置器件，排版，连线，完成设计后选择另存为命令，命名为h_adder存放在指定文件夹中。

3.完成半加器的设计后，重复新建命令，开始进行全加器设计，在新建的原理图中，双击鼠标，在弹出的窗口中选择project选项，将之前存入的h_adder元件，放入原理图中。 2.全加器实验步骤 1.新建工程，在新建的工程中建立VHDL语言编辑文件，在编辑窗口处，输入设计的半加器全加器程序。 2.将设计好程序进行编译，没有错误之后定义全加器五个引脚所对应耳朵硬件电路的引脚号。 3.烧录程序，调试，验证程序是否合理。

二.程序

四位全加器

《计算机组成原理》实验报告题目:四位全加器的设计与实现 1、实验内容四位全加器的设计与实现。 2、实验目的与要求利用MAX+plusII实现四位全加器并且验证实验内容。

3、实验环境 MAX+plus II 10.1 4、设计思路分析（包括需求分析、整体设计思路、概要设计）一个4位全加器可以由4个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相邻的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。半加器描述： 5、详细设计 A) 半加器设计: 1）新建一个设计文件，使用原理图设计方法设计。 2）将所需元件全部调入原理图编辑窗，所需元件依次为：input 2个；output 2个；and2 1个;xnor 1个;not 1个。 3）依照下图连接好各元件 4）保存为h-adder将当前设计文件设置成工程文件。 5）编译

B) 一位全加器的实现: 1)一位全加器可以由两个半加器和一个或门连接而成，因而可以根据半加器的电路原理图或真值表写出1位全加器的VHDL描述。. 2)依照以下原理图连接好全加器: 其中有两个原件(h-adder)为刚刚设计好的半加器.其他原件为:input 3个, output 2个, or2 1个. 3)保存为f-adder设置成工程文件并选择目标器件为EPF10K20TC144.4 4)编译 C) 四位全加器的实现 1) 4位全加器可以看做四个1位全加器级联而成，首先采用基本逻辑门设计一位全加器，而后通过多个1位全加器级联实现4位全加器。 2) 依照以下原理图连接好全加器。、

其中有四个元件为一位全加器（f-adder），其余为九个input元件；五个output 元件。、 4）编译通过。 6、实验结果与分析 1）建立波形图进行半加器、一位全加器和四位全加器的波形观察, 2）设定仿真时间为60.0us。 3）运行仿真器得到下面波形图: 半加器：

四位全加器实验报告

《四位全加器》实验报告题目:___ ____ 学号:___ _____姓名:____ _______ 教师:____ ____

1、实验内容四位全加器的设计与实现。 2、实验目的与要求利用MAX+plusII实现四位全加器并且验证实验内容。 3、实验环境 MAX+plus II 10.1 4、设计思路分析（包括需求分析、整体设计思路、概要设计）一个4位全加器可以由4个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相邻的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。半加器描述：根据半加器真值表可以画出半加器的电路图。 a b so Co 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 5、详细设计 A) 半加器设计: 1）新建一个设计文件，使用原理图设计方法设计。 2）将所需元件全部调入原理图编辑窗，所需元件依次为：input 2个；output 2个；and2 1个;xnor 1个;not 1个。 3）依照下图连接好各元件

4）保存为h-adder将当前设计文件设置成工程文件。 5）编译 B) 一位全加器的实现: 1)一位全加器可以由两个半加器和一个或门连接而成，因而可以根据半加器的电路原理图或真值表写出1位全加器的VHDL描述。. 2)依照以下原理图连接好全加器: 其中有两个原件(h-adder)为刚刚设计好的半加器.其他原件为:input 3个, output 2个, or2 1个. 3)保存为f-adder设置成工程文件并选择目标器件为EPF10K20TC144.4 4)编译 C) 四位全加器的实现 1) 4位全加器可以看做四个1位全加器级联而成，首先采用基本逻辑门设计一位全加器，而后通过多个1位全加器级联实现4位全加器。 2) 依照以下原理图连接好全加器。、

[笔记]杭电计组实验3-多功能ALU设计实验

[笔记]杭电计组实验3-多功能ALU设计实验杭州电子科技大学计算机学院实验报告实验项目: 课程名称:计算机组成原理与系统结构课程设计姓名: 学号: 同组姓名: 学号: 实验位置(机号): 实验日期: 指导教师: 一、实验目的 (1)学习多功能ALU的工作原理，掌握运算器的设计方法。 (2)掌握运用Verilog HDL进行数据流描述与建模的技巧和方法，掌握运算器的设计方法。二、实验仪器实验 ISE工具软件内容三、步骤、方法 (算(1)启动Xilinx ISE软件，选择File->New Project,输入工程名 shiyan2，默认选择后，点法、击Next按钮，确认工程信息后点击Finish按钮，创建一个完整的工程。程(2)在工程管理区的任意位置右击，选择New Source命令。弹出New Source Wizard对序、话框，选择Verilog Module,并输入Verilog 文件名shiyan3，点击Next按钮进入下一步，点步骤击Finish完成创建。

和方(3)编辑程序源代码，然后编译，综合;选择Synthesize--XST项中的Check Syntax右击法) 选择Run命令，并查看RTL视图;如果编译出错，则需要修改程序代码，直至正确。 (4)在工程管理区将View类型设置成Simulation，在任意位置右击，选择New Source命令，选择Verilog Test Fixture选项,输入实验名shiyan3_test。点击Next，点击Finish，完成。编写激励代码，观察仿真波形，如果验证逻辑有误，则修改代码，重新编译，仿真，直至正确。 (5)由于实验三并未链接实验板，所以后面的链接实验板的步骤此处没有。一，操作过程实验过程和描述: module shiyan3(ALU_OP,AB_SW,OF,ZF,F); reg [31:0]A,B; input [2:0]ALU_OP; input [2:0]AB_SW; 操作 wire OF; 过程 reg ZF; 及结reg [31:0]F; 果output OF; output ZF; output F; reg C32; always@(*) begin case(AB_SW)

杭电计组实验5-存储器设计实验

实验报告 2018 年 5 月 5 日成绩：姓名阳光男学号16041321 班级16052317 专业计算机科学与技术课程名称《计算机组成原理与系统结构试验》任课老师张翔老师指导老师张翔老师机位号默认实验序号5 实验名称《实验五存储器设计实验》实验时间2018/5/12 实验地点 1教211 实验设备号个人电脑、 Nexys3开发板一、实验程序源代码

存储器顶层电路代码： module top_RAM_B(Mem_Addr,C,Mem_Write,Clk,LED); input [7:2]Mem_Addr;//开关的3、4、5、6、7、8位 input Mem_Write,Clk;//clk为按键C9，读写使能信号为按键C4，0为读，1为写input [1:0]C;//选择写入数据+读操作时选择显示字节,为开关1、2位 output reg [7:0]LED; wire [31:0]M_R_Data;//存在存储器里的32位读出数据 reg [31:0]M_W_Data;//寄存在暂存器的32位写入数据 RAM_B test_ram ( .clka(Clk), //输入时钟信号 .wea(Mem_Write), //输入读写信号 .addra(Mem_Addr[7:2]), //输入5位地址信号 .dina(M_W_Data), //写入32位数据 .douta(M_R_Data) //读出32位数据 ); always@(*) begin LED=0;//初始化 M_W_Data=0;//初始化 if(!Mem_Write)//读操作 .clka(clka), .wea(wea), .addra(addra), .dina(dina), .douta(douta) ); initial begin // Initialize Inputs clka = 0; wea = 0; addra = 0; dina = 0;

EDA VHDL 4位全加器实验报告解析

姓名：车琳班级：通信1101班学号：0121109320130 实验一用原理图输入法设计4位全加器一、实验目的 1）熟悉利用Quartus II 的原理图输入方法设计简单组合电路； 2）掌握层次化设计的方法； 3）通过一个4位全加器的设计把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。二、实验内容 1）完成半加器、全加器和4位全加器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试，并将此全加器电路设计成一个硬件符号入库。键1、键2、键3（PIO0/1/2）分别接ain、bin、cin；发光管D2、D1（PIO9/8）分别接sum和cout。 2）建立一个更高的层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成的4位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真和硬件测试。建议选择电路模式1：键2、键1输入4位加数：键4、键3输入4位被加数：数码6和数码5显示加和：D8显示进位cout。三、实验仪器 1）计算机及操作系统； 2）QuartusII软件； 3）编程电缆。

四、实验原理一个4位全加器可以由4个一位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出 cout 与相邻的高位加法器的最低进位输入信号 cin 相接。一个1位全加器可以参考教材介绍的方法来完成。1位全加器示意图如图1所示。其中，其中CI 为输入进位位，CO 为输出进位位，输入A 和B 分别为加数和被加数。S 为输出和，其功能可用布尔代数式表示为： i i i i o i i i ABC ABC ABC ABC C ABC C B A C B A C B A S +++=+++= 五、实验步骤 1、完成半加器和全加器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真、实验板上的硬件测试，并将此全加器电路设计成一个硬件符号入库。键1、键 2、键3（PIO0/1/2）分别接ain 、bin 、cin ；发光管D2、D1（PIO9/8）分别接sum 和cout 。 2、建立一个更高层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成4位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真、和硬件测试。建议选择电路模式1（附图F-2）：键2、键1输入4位加数：键4、键3输入4位被加数：数码6和数码5显示加和：D8显示进位cout 。 1、一位全加器设计输入 1）创建文件。采用File\new 菜单，创建图形文件。 2）添加元件。采用菜单symbol\enter symbol ，在弹出的对话框中选中相应的库与元件，添加元件，构成一位全加器并保存。 2、一位全加器元件的创建 1）对上述文件编译综合仿真。 2）生成元件。 3）采用菜单FILE\CREATE SYMBOL 生成一位全加器元件。

数电实验报告半加全加器

实验二半加/减器与全加/减器一、实验目的：（1）掌握全加器和半加器的逻辑功能。（2）熟悉集成加法器的使用方法。（3）了解算术运算电路的结构。二、实验设备： 1、74LS00（二输入端四与非门） 2、74LS86（二输入端四异或门） 3、数字电路实验箱、导线若干。 (74LS00引脚图) （74LS86引脚图）三、实验原理：两个二进制数相加，叫做半加，实现半加操作的电路，称为半加器。A表示被加数，B表示加数，S表示半加和，Co 表示向高位的进位。全加器能进行加数、被加数和低位来的信号相加，并给出该位的进位信号以及和。四、实验内容：用74LS00和74LS86实现半加器、全加器的逻辑电路功能。（一）半加器、半减器 M=0时实现半加，M=1时实现半减，真值表如下：

(半加器图形符号) 2、 B A B A B A S ⊕=+= )(M A B C ⊕=

（二）全加器、全减器 1-i C B A S ⊕⊕= ))((1-i C B A M BC C i ⊕⊕?= 五、实验结果半加器：B A B A B A S ⊕=+= )(M A B C ⊕= 全加器：1-i C B A S ⊕⊕= M C M C C i 21+=

其中11()i C A B C AB -=⊕+，21()i C A B C AB -=+ 为了方便，以下1i C -用C 表示 ()()(()()()I C AB AB CM AB AB CM ABM ABM ABCM ABCM ABCM ABCM ABM ABM ABCM ABCM ABCM ABCM ABCM ABCM ABCM ABCM BC ABCM ABCM ABCM ABCM M A B C BC =+++++=+++++=+++++++=++++=⊕⊕ 则))((1-i C B A M BC C i ⊕⊕?= 六、心得体会本次实验做的是半加/减器和全加/减器两个电路，比上次实验复杂很多，因此充满了挑战性。实验过程中，我认识到了在利用给定的电子元件进行实验设计来实现某一种或多种功能时，对电路的化简非常重要，而且要符合给定元件的限定条件，只有将电路化简成为能够与给定元件相符的情况下才能达到实验目的。化简电路和连接电路需要注意细节，这就需要我们熟练掌握各类化简方式，保持清晰的思路；同样，错综复杂的电线容易让人眼花缭乱，这就需要高度的注意力与逻辑分析能力。

EDA实验报告4位全加器实验报告

EDA实验报告书姓名 XXX 学号 XXXXXXX 实验时间课题名称全加器实验目的1.掌握MAX+plusⅡ的使用方法。 2.掌握原理图输入的设计方法。 3.学习利用一位全加器设计多位全加器的方法。设计要求1.利用MAX+plusⅡ软件进行原理图输入设计一位全加器。 2.进行编译、仿真、测试。 3.在一位全加器的基础上设计四位全加器，进行编译、仿真、测试、观察实验结果。设计思路计算机中的加法器一般就是全加器，它实现多位带进位加法。图中的“进位入”Ci-1指的是低位的进位输入，“进位出”指的是本位的进位输出。一位全加器的真值表见下表： 1 1 1 1 1 1 - - - - - - ? + ? + ? = ?? + ?? + + ? = i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i C B C A B A C C B A C B A C B A C B A S 输入输出 Ci -1 Bi Ai Si Ci 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

设计原理图及源程序仿真波形图

实验结果问题讨论1.试比较利用卡诺图直接设计四位全加器和利用一位全加器设计四位全加器这两种方法的优缺点。答：卡诺图直接设计四位全加器的优点是：没有进行产生逻辑，运算速度快。一位全加器设计四位全加器是串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。通常，并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。 2.本实验中设计的4位全加器有何缺陷？答：这种全加器的最大缺点是运算速度慢。在最不利的的情况下，做一次加法运算需要经过四个全加器的传输延迟时间才能得到稳定可靠的运算结果教师评分教师签名日期操作成绩报告成绩

加法器实验报告

加法器实验报告篇一：加法器实验报告实验 _＿一＿＿【实验名称】 1位加法器【目的与要求】 1. 掌握1位全加器的设计 2. 学会1位加法器的扩展【实验内容】 1. 设计1位全加器 2. 将1位全加器扩展为4位全加器 3. 使4位的全加器能做加减法运算【操作步骤】 1. 1位全加器的设计（1）写出1位全加器的真值表（2）根据真值表写出表达式并化简（3）画出逻辑电路（4）用quartusII进行功能仿真，检验逻辑电路是否正确，将仿真波形截图并粘贴于此（5）如果电路设计正确，将该电路进行封装以用于下一个环节 2. 将1位全加器扩展为4位全加器（1）用1位全加器扩展为4位的全加器，画出电路图（2）分别用两个4位补码的正数和负数验证加法器的正确性（注意这两个数之和必须在4位补码的数的范围内，这两个数包括符号在内共4位），用quartusII进行功能仿真并对仿真结果进行截图。 3. 将4位的全加器改进为可进行4位加法和减法的运算器（1）在4位加法器的基础上，对电路进行修改，使该电路不仅能进行加法运算而且还能进行减法运算。画出该电路

（2）分别用两个4位补码的正数和负数验证该电路的正确性（注意两个数之和必须在4位补码的数的范围内），用quartusII进行功能仿真并对仿真结果进行截图。【附录】篇二：加法器的基本原理实验报告一、实验目的 1、了解加法器的基本原理。掌握组合逻辑电路在Quartus Ⅱ中的图形输入方法及文本输入方法。 2、学习和掌握半加器、全加器的工作和设计原理 3、熟悉EDA工具Quartus II和Modelsim的使用，能够熟练运用Vrilog HDL 语言在Quartus II下进行工程开发、调试和仿真。 4、掌握半加器设计方法 5、掌握全加器的工作原理和使用方法二、实验内容 1、建立一个Project。 2、图形输入设计：要求用VHDL结构描述的方法设计一个半加器 3、进行编译，修改错误。 4、建立一个波形文件。（根据真值表） 5、对该VHDL程序进行功能仿真和时序仿真Simulation 三、实验步骤 1、启动QuartusⅡ 2、建立新工程 NEW PROJECT 3、设定项目保存路径＼项目名称＼顶层实体名称 4、建立新文件 Blok Diagram/Schematic File 5、保存文件FILE /SAVE 6、原理图设计输入元件符号放置通过EDIT_>SYMBOL 插入元件或点击图标

4位全加器实验报告

四位全加器 11微电子黄跃111７４２6021 【实验目的】采用modeｌsiｍ集成开发环境，利用vｅrｉlog硬件描述语言中行为描述模式、结构描述模式或数据流描述模式设计四位进位加法器。【实验内容】加法器是数字系统中的基本逻辑器件。多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度快;串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。通常,并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源,并且随着位数的增加,相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。实现多位二进制数相加的电路称为加法器，它能解决二进制中1＋１=１0的功能（当然还有０+0、0＋1、１＋0)．【实验原理】

表2 全加器逻辑功能真值表图4 全加器方框图图5 全加器原理图多位全加器连接可以是逐位进位,也可以是超前进位。逐位进位也称串行进位,其逻辑电路简单,但速度也较低。四位全加器如图9所示，四位全加器是由半加器和一位全加器组建而成：图９四位全加器原理图【实验步骤】 (１)建立新工程项目：打开mｏdeｌsｉm软件,进入集成开发环境,点击 projeｃt建立一个工程项

目adder_4bｉt。建立文本编辑文件: 点击在该项目下新建Veｒilog源程序文件adder_４bｉt．v 并且输入源程序。（2)编译和仿真工程项目: 在veｒilｏg主页面下,选择Compile— Compile Alｌ或点击工具栏上的按钮启动编译，直到project出现ｓtａtｕｓ栏全勾，即可进行仿真。选择simulate - staｒt ｓimulate或点击工具栏上的按钮开始仿真,在跳出来的ｓtart simulａｔe框中选择woｒk－test_adｄeｒ_4ｂit测试模块，同时撤销Eｎaｂlｅ Optimisim前的勾,之后选择ｏk。在ｓim-ｄefａｕlt框内右击选择tｅst_addｅr_4bｉt，选择Ａdd Wave，然后选择simｕlaｔe-run-ｒunaｌｌ，观察波形，得出结论,仿真结束。四位全加器 1、原理图设计如图9所示，四位全加器是由半加器和一位全加器组建而成：图９四位全加器原理图【仿真和测试结果】下图为四位全加器的仿真图：

四位全加器实验报告格式

实验二使用VHDL 语言设计语言设计四位全加器四位全加器实验报告专业班级专业班级：：学号学号：：姓名姓名：：一、实验目的 1. 了解四位全加器的工作原理。 2. 掌握基本组合逻辑电路的设计方法。 3. 熟悉应用Quartus II 进行FPGA 开发过程和开发方法。 4. 掌握VHDL 语言程序的基本结构，初步熟悉VHDL 语言设计方法。二、实验原理全加器是由两个加数A i 和B i 以及低位来的进位C i 作为输入，产生本位和Si 以及向高位的进位C O 的逻辑电路。它不但要完成本位二进制码A i 和B i 相加，而且还要考虑到低一位进位C i 的逻辑。对于输入为A i 、B i 和C i ，输出为S i 和C O 的情况，根据二进制加法法则可以得到全加器的真值表： A i B i C i S i C O 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 由真值表得到Si 和Ci 的逻辑表达式为： S i =A i ⊕B i ⊕C i C O =(A i ⊕B i )C i +A i B i 这是一位的二进制全加器，要完成一个四位的二进制全加器，只需要把四个级联起来即可。四位全加器可以看作是4个1位全加器串行构成。

三、实验内容实验内容 1．根据逻辑表达式设计一个四位二进制全加器，考虑最低位的进位输入信号。 2．写出四位全加器的VHDL 语言源代码，并下载验证。四、预习要求 1．了解VHDL 语言程序的基本结构一个VHDL 语言程序必须包含和两个部分，除这两个部分外，多数程序还包含和。 ? 实体：定义电路实体的外观，电路的外部输入和输出端口，即模块的外部特征。实体使用关键字来定义，用关键字来定义输入输出端口，以关键字结束。 ? 结构体：用来描述电路的内部结构和逻辑功能。结构体是有一个或多个并行语句构结构体是有一个或多个并行语句构成的成的，，他们的书写顺序并不代表执行顺序，这一点与其他高级语言有所不同。所有的进程语句都是并行执行的，在一个进程语句中的代码是顺序执行的。 ? 结构体使用关键字，结构体的描述方法有三种，分别是: 、、。 ? 库：专门用来存放预先编译好的程序包程序包程序包的地方，常用的库有IEEE 库、STD 库、WORK 库，数字逻辑实验中主要使用IEEE 库。WORK 库就是。库语句的格式库语句的格式：：； ? 程序包程序包：：用VHDL 语言编写的一段程序，可供其他设计单元调用和共享，使用它可以减少代码的输入量，使程序结构清晰。程序包调用的格式是。如:USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ? 配置：用于描述各种设计实体和元件之间的连接关系以及设计实体和结构体之间的