加法器的设计与仿真实验报告

加法器的设计与仿真

一、实验内容

1、用逻辑图和VHDL语言设计全加器。

2、利用设计的全加器组成串行加法器。

3、用逻辑图和VHDL语言设计并行加法器。

4、应用MaxplusII软件对全加器和串行加法器进行编译、仿真和模拟。

5、在“MaxplusII软件的基本操作”实验的基础上，能更加熟练的掌握应用MaxplusII软件，从而更形象更深层次的理解全加器和串行加法器。

二、实验平台及实验方法

用VHDL语言编写全加器和串行加法器的程序，运用MaxplusII软件进行仿真，再结合FPGA（即对实验箱的芯片进行编译）进行验证。也可以用原理图进行文本设计，波形设计。逻辑符号图：

真值表：

电路图：

三、实验过程

1．启动MaxplusII软件；

2．新建一个文本编辑文件，输入全加器的VHDL语言；

3．编译。点击file save as,保存文件名为f-adder名称，扩展名为vhd，选择芯片类型为EPF10K20TI144-4，保存并进行编译，

若编译结果出现0 error，0 warnings则说明编译通过。

4．仿真波形。点Max+plus II→Waveform editor,出现波形图的设置界面，然后点Node→Enter Nodes from SNF→list,将输入输出端添加到界面，并设置其周期和输入波形，保存后，点Max+plus II→Simulator，即可仿真出输出的波形。

5．配置芯片。点Max+plus II→Floorplan editor，将Unassigned Nodes & 栏中，电路的输入输出节点标号直接用鼠标“拖到” 想分配的引脚上,Max+plusII→programmer→configuer,然后就可以操作试验箱，观察全加器的工作情况。

四、实验结果

实验步骤：

1、用VHDL语言编写全加器的程序

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY f_adder IS

PORT(

x,y,cin:IN STD_LOGIC;

s,cout:OUT STD_LOGIC

);

END ENTITY f_adder;

ARCHITECTURE bhv OF f_adder IS

BEGIN

s<=x XOR y XOR cin;

cout<=(x AND y)OR(x AND cin)OR(y AND cin);

END ARCHITECTURE bhv;

2、将上述程序保存为文件名为f_adder的文件，点击Maxplus里的compiler进行编译，点击start，如果出现0 error，0 warnings，则编译成功。

3、画波形图。点击Maxplus里的waveform Editor，出现下图

设置节点Node里的Enter Nodes from SNF

PS:在options里取消snap to grid就可以自己随意画波形图，周期可由自己设定。

设置好节点，如图：

PS：将Binary改为Gray Code,输入端软件通过设置频率可自动生成

画出输入输出端y,x,cin,s,cout的波形，如图：

画好输入端的波形图后，点击File——Project——Set Project to Current File

再点Maxplus里的simulator，出现0 error，0 warnings，则生成波形图。

生成的波形图：

4、画电路图。点击MaxplusII的Grahic Editor，出现如下图：

设置Symbol

PS：设置Symbol有两种方法：

1、直接点击工具栏中的Symbol

2、右键单击设置Symbol

生成的电路图：

5、选择合适的芯片结合实验箱进行模拟。点击Assign的Device选择合适的芯片。

重新进行编译后，点击Florplan Editor，如图：

如果没有重新进行编译，会出现上一个结果，而不是当前编译文件。

重新编译后，才可以出现当前的结果，如下图: 设置端口，如下图：

设置好端口，如图：

点击MaxplusII的Simulator后再点击Program，进行模拟。如下图：

五、实验结论及总结

经过这次上机实验，我对Maxplus的操作更加熟练。前两次的上机实验，做完一个步骤后总是要向他人请教接下来的步骤是什么，这次的情况就不同了，清楚的知道下一个步骤是什么，独立一个人完成实验。

在这次的实验过程中，由于忘记了再次编译，所以总是出现上一个结果。吃一堑，长一智我相信经过这次的错误，以后我就不会犯相同的错误了。

同时，我也发现了一些技巧，准确的说，也不算是技巧，就是在实验过程中用Maxplus编程完成一个目标时可以用不同的方法.

一、设置节点可以有两种方法：

1、点击Maxplus里的waveform Editor，工具栏中出现NODE选项，

可通过NODE选项设置节点

2、右键单击出现NODE设置选项

二、在options里取消snap to grid就可以自己随意画波形图，周期可由自己设定。

三、将Binary改为Gray Code,输入端软件通过设置频率可自动生成

四、设置Symbol有两种方法：

3、直接点击工具栏中的Symbol

4、右键单击设置Symbol