实验一、1位全加器的原理图设计
一位全加器的设计
一位全加器的设计一．实验目的1．掌握原理图输入设计。
2．利用一位半加器实现一位全加器。
二．实验原理1．一位半加器输入a，b；输出co，so；其中co为进位输出；so为和的输出；真值表如下图所示。
2．一位全加器真值表如下图所示。
三．实验内容1．以原理图输入作为设计输入，设计半加器。
2．利用设计好的半加器，实现全加器的设计。
3．通过仿真，观察设计的正确性。
4．仿真完成后，将原理图设计转换为VHDL文件。
四．设计提示仔细阅读真值表，思考如何将半加器设计为全加器。
五．实验报告要求1．写出原理图设计。
（半加器电路原理图）（全加器原理图）2．分析设计过程。
用两个半加器构成全加器。
3．记录仿真波形，保存生成的元件以及RTL，将原理图文件转变为VHDL文件。
（全加器仿真图）(符号元件)(全加器RTL)（全加器VHDL文件）LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY quan2 ISPORT(a : IN STD_LOGIC;b : IN STD_LOGIC;c : IN STD_LOGIC;ci : OUT STD_LOGIC;si : OUT STD_LOGIC);END quan2;ARCHITECTURE bdf_type OF quan2 ISCOMPONENT quanPORT(a : IN STD_LOGIC;b : IN STD_LOGIC;co : OUT STD_LOGIC;so : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_0 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_1 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_2 : STD_LOGIC;BEGINb2v_inst : quanPORT MAP(a => a,b => b,co => SYNTHESIZED_WIRE_2,so => SYNTHESIZED_WIRE_0);b2v_inst1 : quanPORT MAP(a => SYNTHESIZED_WIRE_0,b => c,co => SYNTHESIZED_WIRE_1,so => si);ci <= SYNTHESIZED_WIRE_1 OR SYNTHESIZED_WIRE_2;END bdf_type;4．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，注意语言的流畅。
一位全加器实验
实验1一位全加器（综合验证性）一、目的掌握组合逻辑电路, 使用74LS00“与非门”电路构成一位全加器组合逻辑电路。
掌握组合逻辑电路的基本概念和结构。
二、要求: 使用与非门构成一位全加器组合逻辑电路。
实验报告包括:1.画出一位全加器逻辑电路图；正确标出集成电路引脚。
74LS00“与非门”电路引脚名称:2.标上门电路脚号, 连接逻辑电路；发光管3.模拟输入Ai 、Bi 、Ci, 记载Si 、Ci-1实验结果。
Ai Bi Ci Si Ci-1三、实验设备和集成电路1.数字逻辑实验板一块。
2、3片74LS00, 连结导线50根。
四、考核方式1.逻辑电路图应当整洁、规范。
2.实验前作好充分实验准备。
3.数字逻辑实验课是一项实践性很强的教学课程。
考核的重点是电路连接, 调试和测试的实践性环节。
考察学生在实验中的动手能力和事实求是的科学态度。
核心是检查是否能够实际完成一位全加器数字逻辑电路, 并电路运行正确作为重要标准。
在电路连接, 调试和测试完成后, 经老师检查确认满足实验要求, 学生签字, 递交报告书, 方可通过实验一的验收。
五、连接, 调试和测试组合逻辑电路参考事项注意如下:1.实验开始时, 检查并确定实验设备上的集成电路是否符合要求。
2、导线在插孔中一定要牢固接触。
集成电路引脚与引脚之间的连线一定要良好接触。
连线在面包板上排列整齐, 连线的转弯成直角。
连线不要飞线。
3、在组合逻辑电路连线时, 为了防止连线时出错, 可以在每连接一根线以后, 在组合逻辑电路图中做一个记号, 这样可以避免搞错连线, 漏掉连线, 多余连线等现象发生。
实验一1 1位全加器的设计
实验一1位全加器的设计一、实验目的1.熟悉ISE软件的使用；2.熟悉下载平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。
二、实验原理及说明由数字电路知识可知，一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，其原理图如图1所示。
该设计利用层次结构描述法，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板，其中a,b,cin 信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，输出sum,cout信号采用发光二极管LED3，LED2来显示。
图1 全加器原理图三、实验步骤1.在ISE软件下创建一工程，工程名为full_adder，工程路径在E盘，或DATA盘，并以学号为文件夹，注意不要有中文路径，注意：不可将工程放到默认的软件安装目录中。
芯片名为Spartan3E系列的XC3S500E-PQG2082.新建Verilog HDL文件，首先设计半加器，输入如下源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;endmodule3.保存半加器程序为half_adder.v，通过HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，随后进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性，观察两种仿真波形的差异。
4.在Design窗口中，选择Design Utilities→Create Schematic Symbol创建半加器模块；5.新建一原理图(Schematic)文件，在原理图中调用两个半加器模块、一个或门模块,按照图1所示连接电路，并连接输入、输出引脚。
完成后另保存full_adder.sch。
6.对设计进行综合，如出现错误请按照错误提示进行修改。
7.HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能，观察两类波形的差异。
实验指导书-一位全加器原理图输入设计
实验一：一位全加器原理图输入设计1实验目的1)熟悉Qualtus II工具软件设计的基本流程；2)掌握原理图设计输入与仿真的基本方法。
2实验设备1)PC机、WINDOWS XP SP3；2)Quartus II 9.1；3)友晶DE2开发板。
3实验内容1)熟悉Quartus II 9.1的原理图输入设计方法；2)熟悉DE2开发板；3)一位加法器设计。
4实验步骤1)建立工作库文件夹和编辑设计文件：首先建立工作库目录（如d:\Lab\Lab1\H_add），以便存储工程项目设计文件。
任何一项设计都是一项工程（Project），必须为此工程建立一个放置与此工程相关信息的文件夹，此文件夹被默认为工作库（Work Library）。
一个目录Qualtus II只允许有一个工程，同一工程的所有文件都必须放在同一目录中。
①打开编辑窗口打开Quartus II，选择菜单File→New命令。
在弹出的New对话框中选择Design Files的Block Diagram/Schematic File，如下图所示：②放置元件在原理图编辑窗中的任何空白处双击鼠标左键，跳出Symbol选择窗（或单击右键选择Insert→Symbol…），出现元件选择对话框，如下图所示：元件选择对话框中Libraries:的路径c:/altera/90/quartus/libraries/primitives下为基本逻辑元件库，双击选择你需要的元件（如二与门）；或者在Name:中直接输入元件名称（AND2），单击OK按钮。
你需要的元件会出现在原理图逻辑窗中。
为了设计半加器，分别调入元件AND2、NOT、XNOR2、INPUT和OUTPUT。
如果安放相同元件，只要按住Ctrl键，同时用鼠标拖动该元件。
③添加连线，引脚命名把鼠标移到引脚附近，则鼠标自动由箭头变为十字，按住鼠标左键拖动，即可画出连线。
双击INPUT和OUTPUT的PIN-NAME，使其变成黑色，再输入各引脚名：ain、bin、co和so。
EXP01实验一 一位全加器设计
实验一一位全加器电路设计实验目的：1．熟悉EDA软件开发工具（MAX+plus II）的基本操作；2．熟悉KHF-4型CPLD/FPGA实验箱的板上资源分布。
3. 以原理图方式设计一位全加器，进行软件仿真、下载和硬件测试。
实验设备：微型计算机一台、KHF-4型实验箱一个实验原理：全加器原理图和真值表分别如图1和表1所示：图1. 半加器原理图表1. 半加器真值表全加器原理图和真值表分别如图2和表2所示：图2. 全加器原理图表2. 全加器真值表实验步骤：1）打开MAX+plus II设计软件。
2）新建图形编辑文件(File/New/Graphic Edit file）,在文件空白处双击鼠标左键(或选择菜单Symbol/Enter Symbol)打开添加符号对话框(Enter Symbol)，在“Symbol Libraries”框中双击选择“../maxplus2/max2lib/prim”库，在Symbol Files添加半加器原理图中各元件、输入(input)和输出(output)管脚，修改管脚名称后完成半加器原理图的绘制如图1；保存文件到具体设计目下。
图3.新建文件、添加符号和保存文件3）将半加器文件设为顶层文件(File/Project/Set Project to Current File),打开编译器(MAX+plus II/Complier)进行编译综合。
图4.设为顶层和编译4）创建半加器符号(File/Creat Default Symble)。
5）新建图形编辑文件(File/New/Graphic Edit file),在文件空白处双击鼠标左键打开添加符号对话框(Enter Symbol)，从“File Symbol”框中调用半加器符号，完成全加器原理图的绘制如图2，保存文件到具体设计目录。
6）将全加器文件设为顶层文件,打开编译器进行编译综合。
7）新建波形编辑文件(File/New/Waveform Edit file),添加节点信号(在Name下点击鼠标右键选择Enter Nodes from SNF…)并编辑输入信号波形；保存(File/Save)波形文件(按默认文件名点击OK保存)。
实验一--一位全加器的原理图设计【范本模板】
桂林电子科技大学实验报告2015-2016学年第二学期开课单位海洋信息工程学院适用年级、专业13级电子信息工程课程名称EDA技术与应用主讲教师覃琴实验名称一位全加器学号1316030515姓名魏春梅实验一一位全加器的原理图设计一、实验目的①掌握Quartus II原理图输入法的编辑、编译（综合）、仿真和编程下载的操作过程.②用原理图输入法设计全加器电路,并通过电路仿真和硬件验证，进一步了解全加器的功能.③熟悉EDA实训仪的使用方法。
二、实验原理考虑来自低位来的进位的加法运算称为”全加”，能实现全加运算的电路称为全加器.1位全加器的真值表如表1。
1所列,表中的A、B是两个一位二进制加数的输入端。
CI是来自低位来的进位输入端。
SO是和数输出端，CO是向高位的进位输出端。
根据真值表写出电路输出与输入之间的逻辑关系表达式为:A B CI SO CO三、实验设备①EDA实训仪1台.②计算机1台（装有Quartus II软件)。
四、实验内容在Quartus II软件中，采用原理图输入法设计1位的全加器电路,编辑、编译（综合）、仿真,引脚锁定，并下载到EDA实训仪中进行验证。
注：用EDA实训仪上的拨动开关S1、S2、SO分别作为加数A、加数B、低位进位输入端CI,用发光二极管L1、L0分别作为和输出端SO、仅为输出端CO。
五、实验预习要求①查阅资料,复习有关全加器的内容，并认真阅读实验指导书，分析、掌握实验原理.②预习理论课本有关Quartus II软件的使用方法，并简要地写出Quartus II软件的操作步骤。
③复习数字逻辑电路有关全加器的内容，设计1位全加器的逻辑电路图。
1、实验电路图路径：E/1316030515/adder2、实验波形仿真图路径：E/1316030515/adder3、实验结果图六、实验总结①用Quartus II软件的原理图输入法进行数字电路设计的方法及步骤。
1、建立工程项目（文件夹、工程名、芯片选择)；2、编辑设计文件（元件、连线、输入输出、检查电路正确性);3、时序仿真（波形验证设计结果）；4、引脚锁定（参考文件锁定输入输出引脚）；5、编译下载;6、硬件调试。
实验1 1位全加器设计
实验1 一位全加器设计【实验目的】1.掌握数字电路的两种设计方法2.掌握在Cadence中绘制原理图的方法3.掌握芯片外围特性与实现硬件电路4.掌握Verilog HDL设计电路的方法。
【实验内容】1.设计1位全加器2.绘制1位全加器原理图3.在面包板上实现1位全加器设计4.用Verilog HDL行为描述法设计实现1位全加器并仿真【实验器件】1．异或门电路74HC86一片，内含四个异或门，异或门的引脚封装图与内部原理如图1-1所示。
图1-1 异或门74HC86的内部原理图与芯片封装图2．与门电路芯片74HC08一片，内含四个与门，与门的引脚封装图与内部原理如图1-2所示。
图1-2与门74HC08的内部原理图与芯片封装图3．或门电路芯片74HC32一片，内含四个或门，或门的引脚封装图与内部原理如图1-3所示。
图1-3或门74HC32的内部原理图与芯片封装图4．3个1k的电阻和两个发光二极管，一个8路开关，5v电源，面包板一块，导线若干条。
【实验步骤】1．设计1位全加器1）设1位全加器的输入为被加数为A，加数B，低位进位Cin；输出为本位和Sum，对高位的进位为Cout。
2）根据1位加法器的运算{Cout，Sum}=A+B+Cin列真值表如表吗-1所示。
表1-1 1位加法器真值表3）根据真值表列出逻辑表达式CinBACinBACinBACinBABACinABBAABCinCinBACinBACinBASum⊕⊕=⊕+⊕=+++=+++=)()()()(ABCinBAABCinCinABCinBABCinACout+⊕=+++=)(4）手动绘制该原理图，为电路加上开关控制数据输入，用发光二极管显示输出，电路图如图1-4所示。
图1-4 1位全加器原理图2.在实验板上连接实现该电路并分析电路元件构成3.在protel软件中绘制原理图1）绘制元件符号2）绘制原理图4. .在protel软件中绘制pcb1）封装绘制2）pcb绘制。
1位全加器原理图输入设计
实验步骤
（6）波形文件存盘。 （7）运行仿真器。 （注意，刚进入窗口时，应该将最下方的滑标拖 向最左侧，以便可观察到初始波形）。 （8）观察分析波形。 MAX+plusII项及其中的Timing Analyzer选 项，点击跳出的分析器窗口中的Start键。
实验步骤
6. 包装元件入库 7. 设计顶层文件 （1）仿照前面的“步骤2”，打开一个新的原理图 编辑窗，然后在元件输入窗的本工程目录中找到 已包装好的半加器元件，并将它调入原理图编辑 窗中。这时如果对编辑窗中的半加器元件双击， 即刻弹出此元件内部的原理图。 （2）完成全加器原理图设计。 （3）将当前文件设置成Project。
实验步骤
最后启动编译器，首先选择左上角MAX+plusII 选项，在其下拉菜单中选择编译器项Compiler。 点击Start，开始编译！如果发现有错，排除错误 后再次编译。 5. 时序仿真 （1）建立波形文件。选菜单 FileNew，再选择 Waveform Editer..项，打开波形编辑窗。
实验步骤
首先在Assign选项的下拉菜单中选择器件选择项 Device，此窗口的Device Family是器件序列 栏，应该首先在此拦中选定目标器件对应的序列 名，为了选择EPF10K10LC84－4器件，应将此 栏下方标有Show only Fastest Speed Grades 的勾消去以便显示出所有速度级别的器件。完成 器件选择后，按OK键。
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实验一一位全加器的原理图设计
一、实验目的：
1、学习QuartusⅡ软件的使用，包括软件安装及基本的使用流程。
2、掌握用原理图输入法设计简单组合电路的方法和详细设计流程。
3、掌握原理图的层次化设计方法。
二、实验原理：
本实验要用原理图输入设计方法完成1位全加器的设计。
1位全加器可以用两个半加器及一个或门连接构成，因此需要首先完成半加器的设计。
采用原理图层次化的设计方法，按照课本4.5节介绍的方法用原理图输入法设计一个半加器，并将其封装成模块，然后在顶层调用半加器模块完成1位全加器的设计。
三、实验内容和步骤：
1、打开原理图编辑器，完成半加器的设计。
半加器原理图如下：
2、完成1位半加器的设计输入、目标器件选择、编译和仿真各步骤，详细过程见教材4.5节相关内容。
3、正确完成之后，选择“File”/“create/Update”/“Create Symbol file for current file”,将文件变成一个包装好的单一元件模块待调用。
4、调用1位半加器模块可画出以下1 位全加器：
5、保存并完全编译，进行仿真，给出仿真结果。
6、引脚锁定并下载。
7、引脚锁定后再重新编译，并连接实验箱进行下载。
注意第一次下载时的一些设定。
四、根据以上的实验内容写出实验报告，包括实验目的、实验原理、实验内容和步骤、仿真分析、硬件测试，给出仿真波形图及实验总结。