加法器(问题)
EDA实验8位加法器的设计实验报告_王炜20150414
EDA实验8位加法器的设计实验报告_王炜20150414电⽓与信息⼯程学院电⼦设计⾃动化实验报告实验⼆8位加法器设计指导⽼师：谭会⽣⽼师学⽣姓名：王炜班级：电⼦信息1202学号：12401720207实验时间：2015-04-07实验⼆8位加法器设计1.实验⽬的（1）掌握EDA使⽤⼯具QUARTUS2 的使⽤⽅法。
（2）学会⽤quartus软件建⽴项⽬并编写程序和调试下载的⽅法。
（3）掌握VHDL程序的软件及硬件的仿真⽅法。
2.实验内容设计并调试好⼀个由两个4位⼆进制并⾏加法器级联⽽成的8位⼆进制并⾏加法器，并⽤软件QUARTUS II进⾏仿验证。
3.实验条件开发软件：Quartus ii 8.04.实验设计1）系统原理框图系统设计思路：加法器是数字系统中的基本逻辑器件，减法器和硬件乘法器都可以由加法器来构成。
多位加法器的构成有两种⽅式：并⾏进位和串⾏进位。
并⾏进位加法器设有进位产⽣逻辑，运算速度加快；串⾏进位⽅式是将全加器级联构成多位加法器。
并⾏进位加法器通常⽐串⾏级联加法器占⽤的更多的资源。
随着位数的增加，相同位数的并⾏加法器与串⾏加法器的资源占⽤差距也越来越⼤。
因此，在⼯程中使⽤的加法器时，要在速度和容量之间寻找平衡点。
设计⽅法：为了简化设计并便于显⽰，本计数器电路ADDER8B的设计分为两个层次，其中底层电路包括两个4位⼆进制并⾏加法器ADDER8B，再由这两个模块按照图2-1所⽰的原理图构成顶层电路ADDER8B。
这⾥我们采⽤由两个4位⼆进制并⾏加法器级联⽽成的⽅案。
图2-1 ADDER8B电路原理图2）VHDL程序8位加法器的底层和顶层电路均采⽤VHDL⽂本输⼊，有关VHDL程序如下：4位⼆进制并⾏加法器的VHDL源程序：--ADDER4B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADDER4B ISPORT(C4:IN STD_LOGIC;A4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);B4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);S4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO4:OUT STD_LOGIC);END ENTITY ADDER4B;ARCHITECTURE ART OF ADDER4B ISSIGNAL S5:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);SIGNAL A5,B5:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);BEGINA5<='0'&A4B5<='0'&B4S5<=A5+B5+C4;S4<=S5(3 DOWNTO 0);CO4<=S5(4);END ARCHITECTURE ART;8位⼆进制并⾏加法器的VHDL源程序：--ADDER8B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADDER8B ISPORT(C8:IN STD_LOGIC;A8:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);B8:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);S8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);CO8:OUT STD_LOGIC);END ENTITY ADDER8B;ARCHITECTURE ART OF ADDER8B ISCOMPONENT ADDER4B ISPORT(C4:IN STD_LOGIC;A4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);B4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);S4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO4:OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ADDER4B;SIGNAL SC:STD_LOGIC;BEGINU1:ADDER4BPORT MAP(C4=>C8,A4=>A8(3 DOWNTO 0),B4=>B8(3 DOWNTO 0), S4=>S8(3 DOWNTO 0),CO4=>SC);U2:ADDER4BPORT MAP(C4=>SC,A4=>A8(7 DOWNTO 4),B4=>B8(7 DOWNTO 4), S4=>S8(7 DOWNTO 4),CO4=>CO8);END ARCHITECTURE ART;3）仿真波形设置顶层ADDER8B仿真输⼊设置及可能结果估计图如图2-2。
4位快速加法器设计故障与调试
4位快速加法器设计故障与调试4位快速加法器设计故障与调试引言：在数字电路设计中，快速加法器是一个非常重要的组件。
它用于将两个二进制数相加，并输出其结果。
然而，在设计和实现过程中，可能会遇到一些故障或错误。
本文将介绍4位快速加法器的设计故障和调试方法。
一、4位快速加法器的基本原理1.1 二进制加法的基本概念二进制加法是指将两个二进制数相加，并按照二进制规则进行进位和求和。
当两个二进制数A=1101和B=1010相加时，其结果为C=10111。
1.2 4位快速加法器的结构4位快速加法器由四个全加器组成，每个全加器负责计算一对输入位的和以及前一位的进位。
四个全加器按照级联方式连接起来，形成一个完整的4位快速加法器。
二、常见故障与解决方法2.1 电路连接错误在设计和实现过程中，可能会出现电路连接错误导致功能无法正常工作。
这种情况下，需要检查电路连接是否正确，并进行修正。
2.2 逻辑门选择错误在选择逻辑门时，可能会选错门类型或门数量不足，导致电路无法正确计算和输出结果。
解决方法是仔细检查逻辑门的选择，并根据需要增加或更换逻辑门。
2.3 信号线延迟问题在数字电路中，信号线延迟是一个常见的问题。
当信号传输的时间超过了设计所允许的范围时，可能会导致计算结果出错。
解决方法是通过添加缓冲器或调整信号线长度来解决延迟问题。
2.4 电源供应不稳定电源供应不稳定可能导致电路工作不正常或产生噪声干扰。
为了解决这个问题，可以使用稳压器来提供稳定的电源，并添加滤波器以降低噪声干扰。
三、调试方法3.1 逐级验证在进行调试时，可以使用逐级验证的方法。
首先验证单个全加器的功能是否正常，然后再将多个全加器级联起来进行整体验证。
3.2 输入输出检查通过检查输入和输出信号是否符合预期结果，可以确定是否存在故障。
如果输入和输出不匹配，则需要检查逻辑门连接、输入数据和控制信号等方面是否有错误。
3.3 示波器测量使用示波器可以观察信号的波形和时序，从而帮助定位故障。
fpga面试题目及答案(3篇)
第1篇1. FPGA是什么？FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程逻辑器件，它可以根据用户的需求进行编程，实现各种数字电路功能。
FPGA具有高灵活性、高集成度、低功耗等优点，广泛应用于通信、工业控制、消费电子等领域。
答案：FPGA是一种可编程逻辑器件，可以根据用户需求进行编程，实现各种数字电路功能。
2. VHDL和Verilog的区别是什么？VHDL和Verilog都是硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。
两者在语法和功能上存在一些差异：- VHDL是一种强类型语言，具有丰富的数据类型和操作符，易于编写复杂的数字电路描述。
- Verilog是一种弱类型语言，数据类型较为简单，但具有简洁的语法，便于快速编写代码。
答案：VHDL和Verilog的区别在于数据类型和语法，VHDL是强类型语言，Verilog 是弱类型语言。
3. 什么是FPGA的时钟域交叉问题？FPGA的时钟域交叉问题是指当多个时钟域的信号进行交互时，可能会出现信号竞争、数据丢失等现象，导致系统性能下降或功能失效。
答案：FPGA的时钟域交叉问题是指当多个时钟域的信号进行交互时，可能会出现信号竞争、数据丢失等现象。
4. 如何处理FPGA的时序问题？处理FPGA的时序问题主要包括以下几个方面：- 设计合理的时钟树，确保时钟信号在各个模块之间稳定传播。
- 合理设置时钟分频、倍频等参数，避免时钟抖动。
- 优化模块设计，减少信号路径长度，降低信号传播延迟。
- 进行时序仿真，确保满足设计要求。
答案：处理FPGA的时序问题主要包括设计合理的时钟树、设置时钟参数、优化模块设计和进行时序仿真。
5. FPGA的配置过程是怎样的？FPGA的配置过程主要包括以下几个步骤：- 编写配置文件：使用VHDL或Verilog等硬件描述语言编写配置文件，描述FPGA 内部电路的结构和功能。
- 编译配置文件：使用FPGA厂商提供的编译工具对配置文件进行编译，生成门级网表。
数字电子面试题目(3篇)
第1篇一、面试背景随着科技的不断发展，数字电子技术已经成为现代电子技术的重要组成部分。
为了选拔优秀的人才，许多企业、研究机构和高校都会对数字电子技术专业的人才进行面试。
本篇面试题目旨在考察应聘者在数字电子技术领域的理论基础、实践能力以及解决问题的能力。
二、面试内容一、基础知识1. 请解释数字电子技术的基本概念，并说明它与模拟电子技术的区别。
2. 简述逻辑代数的基本运算，如与、或、非、异或等，并举例说明其在数字电路设计中的应用。
3. 解释卡诺图的概念，并说明如何使用卡诺图进行逻辑函数的化简。
4. 简述TTL和CMOS两种逻辑门电路的特点，并比较它们的优缺点。
5. 解释时序逻辑电路的基本概念，并说明组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别。
6. 解释触发器的概念，并说明D触发器、JK触发器、T触发器的动作特点。
7. 解释寄存器和锁存器的概念，并说明它们的区别。
8. 解释脉冲波形的产生和整形，并说明施密特触发器和单稳态触发器的作用。
9. 解释半导体存储器的概念，并说明RAM、ROM、EEPROM等存储器的特点。
10. 解释可编程逻辑器件（PLD）的概念，并说明GAL、FPGA等PLD的特点。
二、实践应用1. 设计一个4位二进制加法器，并使用卡诺图进行化简。
2. 设计一个简单的计数器，要求实现0-9循环计数。
3. 设计一个串行数据到并行数据的转换电路，并说明其工作原理。
4. 设计一个数字信号发生器，要求输出方波、三角波和锯齿波。
5. 分析一个数字电路，说明其功能，并找出其中的错误。
6. 设计一个简单的数字温度计，要求测量范围在-50℃至150℃。
7. 设计一个数字频率计，要求测量范围在1Hz至10MHz。
8. 分析一个数字通信系统，说明其工作原理，并指出可能存在的问题。
9. 设计一个数字滤波器，要求对输入信号进行低通滤波。
10. 设计一个数字锁相环（PLL）电路，要求实现频率合成。
三、综合能力1. 介绍一种你所熟悉的数字信号处理算法，并说明其在实际应用中的优势。
数字电路问题解答
1．什么是数字信号？什么是模拟信号？答：数字信号：电压或电流在幅度上和时间上都是离散、突变的信号。
模拟信号：电压或电流的幅度随时间连续变化。
2．在数字逻辑电路中为什么采用二进制？答：由于二进制数中的0和1与开关电路中的两个状态对应，因此，二进制数在数字电路中应用十分广泛。
二进制只有0和1两个数码，可分别表示数字信号的高电平和低电平，使得数字电路结构简单，抗干扰能力强，便于集成化，通用性强。
3．二进制数如何转变为八进制数和十六进制数？答：二进制数转换为八进制数的方法是：整数部分从低位开始，每3位二进制数为一组，最后一组不足3位时，则在高位加0补足3位为止；小数点后的二进制数则从高位开始，每3位二进制数为一组，最后一组不足3位时，则在低位加0补足3位，然后用对应的八进制数来代替，再按原顺序排列写出对应的八进制数。
二进制数转换为十六进制数的方法与上述方法类似，只是每4位二进制数为一组。
4．8421码和8421BCD码有什么区别？答：所谓BCD码是将十进制数的0~9十个数字用4位二进制数表示的代码，而8421BCD码是取4位自然二进制数的前10种组合，即0000（0）～1001（9），从高位到低位的权值分别为8、4、2、1。
而8421码仅表示权值分别为8、4、2、1的四位二进制代码。
并不一定是表示十进制数，仅仅是一种代码，可用任意的意义。
5．为什么格雷码是可靠性代码？答：格雷码为无权码，特点是任意两组相邻的格雷码之间只有一位不同，其余各位都相同，且0和最大数之间也具有这一特征，是一种循环码。
它的这个特点使它在传输和形成过程中引起的错误很少。
6．利用反演规则和对偶规则进行变换时，应注意哪些问题？答：反演规则应注意：运算符号的优先顺序；原、反变量互换时，只对单个变量有效，而对于与非、或非等长非号则保持不变。
对偶规则：同样要注意运算符号的优先顺序，同时，所有变量上的非号都保持不变。
7．常见逻辑函数有哪几种表示方法？答：真值表、逻辑函数式、逻辑图、卡诺图和时序波形图。
高频问答题及部分答案整理
思考题与习题1.1通信系统的组成包括几部分，各部分的作用是什么？答：是由信源、输入变换器、输出变换器、发送设备、接收设备和信道组成。
信源就是信息的来源。
输入变换器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。
发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道，以实现信号的有效传输。
信道是信号传输的通道，又称传输媒介。
接收设备将由信道送来的已调信号取出并进行处理，还原成与发送端相对应的基带信号。
输出变换器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。
1.2 在通信系统中为什么要采用调制技术？答：调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。
采用调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上，从而缩短天线尺寸，易于天线辐射，实现远距离传输；其次，采用调制技术可以进行频分多路通信，实现信道的复用，提高信道利用率。
1.3 简述超外差接收机中混频器的作用。
答：混频器是超外差接收机中的关键部件，它的作用是将接收机接收到的不同载频已调信号均变为频率较低且固定的中频已调信号。
由于中频是固定的，且频率降低了，因此，中频选频放大器可以做到增益高、选择性好且工作稳定，从而使接收机的灵敏度、选择性和稳定性得到极大的改善。
1.5 和模拟通信相比，数字通信有什么优点？答：数字通信与模拟通信相比具有明显的优点。
它抗干扰能力强，通信质量不受距离的影响，能适应各种通信业务的要求，便于采用大规模集成电路，便于实现保密通信和计算机管理。
不足之处是占用的信道频带较宽。
1.6在数字通信系统中，指出模拟信源和数字信源对系统的影响。
答：在数字通信系统中，若是数字信源，其系统组成如图1.2.4所示。
若是模拟信源，可在数字信源系统基础上，附加两个变换环节：一是在信源编码前加A/D转换，二是在信源解码后加D/A 转换。
2.1描述选频网络的性能指标有哪些？矩形系数是如何提出来的？答：常用谐振频率、通频带和选择性三个参数来描述选频网络的性能指标。
初级电子工程师面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识1. 请简要描述电子工程的基本概念及其应用领域。
2. 电路的三要素是什么？请解释它们在电路中的作用。
3. 电阻、电容、电感各有什么特性？请举例说明它们在实际电路中的应用。
4. 什么是基尔霍夫定律？请分别用基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律解释电路分析。
5. 什么是电压、电流、功率？请分别解释它们之间的关系。
6. 什么是交流电？请简述交流电的特点及其与直流电的区别。
7. 什么是信号？请解释模拟信号和数字信号的区别。
8. 什么是频率？请解释频率与周期、角频率之间的关系。
9. 什么是电路图？请简述电路图的作用及绘制方法。
10. 什么是电路仿真？请列举电路仿真的几种方法。
二、电路分析1. 请计算以下电路的输入电阻和输出电阻。
2. 请计算以下电路的电压增益和电流增益。
3. 请计算以下电路的通频带。
4. 请分析以下电路的稳定性。
5. 请计算以下电路的功率消耗。
三、模拟电路1. 请解释以下放大电路的工作原理。
 2. 请简述以下运算放大器电路的输出波形。
 3. 请分析以下滤波电路的滤波效果。
 4. 请计算以下稳压电路的输出电压。
 5. 请简述以下调制和解调电路的工作原理。
四、数字电路1. 请解释以下逻辑门电路的工作原理。
 2. 请简述以下触发器电路的工作原理。
计算机原理常见问题大全
计算机原理常见问题大全第一章计算机系统概论1.计算机系统就是硬件系统吗？答：说计算机系统就是硬件系统是不完整的。
一个完整的计算机系统应该包括硬件系统和软件系统两部分。
硬件系统包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件。
软件系统分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件包括操作系统、计算机语言处理程序（各种程序翻译软件，包括编译程序、解释程序、汇编程序）、服务性程序、数据库管理系统和网络软件等；应用软件包括各种特定领域的处理程序。
计算机系统中的硬件和软件是相辅相成的，缺一不可。
软件是计算机系统的灵魂，没有软件的硬件不能被用户使用，犹如一堆废铁。
2.同一个功能可以由软件完成也可以由硬件完成吗？答：软件和硬件是两种完全不同的形态，硬件是实体，是物质基础；软件是一种信息，看不见、摸不到。
但是它们都可以用来实现逻辑功能，所以在逻辑功能上，软件和硬件是等价的。
因此，在计算机系统中，许多功能既可以直接由硬件实现，也可以在硬件的配合下由软件来实现。
例如：乘法运算既可以用专门的乘法器（主要由加法器和移位器组成）实现，也可以用乘法子程序（主要由加法指令和移位指令等组成）来实现。
3.翻译程序就是编译程序吗？解释程序和编译程序有什么差别？什么是汇编程序？答：翻译程序是指把高级语言源程序翻译成机器语言程序（目标代码）的软件。
翻译程序有两种：一种是编译程序，另一种是解释程序。
它们是两种不同的翻译程序。
不同在于编译程序将高级语言源程序一次全部翻译成目标程序，每次执行程序时，只要执行目标程序，因此，只要源程序不变，就无需重新翻译；解释程序是将源程序的一条语句，翻译成对应的机器目标代码，并立即执行，然后翻译下一条源程序语句并执行，直至所有源程序中的语句全部被翻译并执行完。
所以解释程序的执行过程是翻译一句，执行一句。
解释的结果是源程序执行的结果，而不会生成目标程序。
汇编程序也是一种语言翻译程序，它是把汇编语言写的源程序翻译为机器语言程序（目标代码）的软件。
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2011-7-14
实验原理
1）全加器 全加器是实现两个一位二进制数及低位进位数相加，求得和数 并向高位进位的逻辑电路。 全加器的和Sn的表达式为 全加器的进位Cn的表达式为 S = A ⊕ B ⊕ C n n n n −1 其内部逻辑电路如图所示。 Cn = ( An ⊕ Bn ) • Cn−1 + An • Bn
5 3 14 12 6 2 15 11 7 A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3 CI ∑ CO 9
F0 F1 F2 F3
4 1 13 10
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常见问题
1、74LS283四位二进制加法器的管脚是 如何排列的？ Vcc B3 A3 F3 A4 B4 F4 CO4 答：
全加器
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实验目的
掌握集成全加器的逻辑功能和应用方法。
掌握利用集成全加器设计运算电路 的方法。
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实验内容
利用74LS283实现十进制加法器。 （1） (6)10+(3)10=？
（2） (9)10+(8)10=？ 提高： 利用74LS283实现并联加/ 减法器。设SW端为控制端。
电路整体思路如图所示
被加数 A 加 法 加数 B 器 F 加六补偿电路 和
进位
修正信号产生电路
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2011-7-14
ห้องสมุดไป่ตู้
3、实验中发现设计的十进制加法器的显示结果总是多加1，一 般是什么问题？ 答：(1)74LS283的低位进位端没有接地。 （2）修正电路接成加7。 （3）加数的A1与高电平错误短接。 4、实验中修正电路根据表达式，用与门或门很容易实现，只 用与非门可否实现修正电路？ 答：可以，如图所示。
16 15 14 13 12 11 10 9
74LS283
1 2 3 4 5 6 7 8
F2 B2 A2
F1 A1 B1 CI0 GND
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2、利用74LS283实现十进制加法器的思路如何？ 答：如果将4位十六进制转为十进制，关键是将大于九的数 进行修正，其表达式为
C=CO4+F4F3+F4F2
Cn-1 An Bn & ≥1 =1 =1 Sn
Cn
若令 Pn = An ⊕ Bn Gn = An • Bn 则
&
Gn
Pn
S n = Pn ⊕ Cn−1 Cn = Pn • Cn−1 + Gn 其中Pn称为进位传递函数；Gn称为进位产生函数。
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2）集成加法器 加法器由全加器构成，n位二进制数相加需要n个全加器并行工作， 按照进位方式的不同，有串行进位加法器和超前进位加法器两种。 串行进位加法器，它的进位是从低位向高位逐位传递的，这种结构 电路连接简单，但是速度较慢。为了提高工作速度，集成加法器通 常采用超前进位方式，同时确定每一位的进位，缩短信号的传递时 间。 本实验中使用的集成加法器74LS283就是一个4位二进制超前进位 全加器，其逻辑符号如图所示。A0、A1、A2、A3和B0、B1、B2、B3 分别为加数和被加数，F0、F1、F2、F3为和数，CI为低位进位，CO 位本位进位。