八位二进制加法器课程设计

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数字电子技术基础八位二进制加法器课程设计报告

出现的问题：设计过程中发现74185芯片在Multisim里不存在，由于出现顺序过早，严重影响制作与模拟，而此方案需要在加数与被加数输入部分分别放置一个转换器器，增加了元件使用量，且其系统本质为十进制加法器，有些与原题目性质分离，于是我们经过讨论，修改了此方案，得出方案二。
方案二:
相较于上一方案，本方案将码转换器放置在八位二进制加法器输出处，即先进行两组八位二进制数的加法运算，再将输出的九位二进制和数信号转换为三位十进制BCD码信号。将三位十进制加数与被加数直接输入到BCD码加法器进行运算，输出BCD码和数信号。两组和数信号共用一组数码管进行显示输出。
该方案相比上一方案，虽然增加了一个加法器，增加了元件的使用，但是由于八位二进制加法器输出端为九位，所以在向十进制BCD码转换是大大减少了元件的使用，整体来说在元件节约上更加优秀。
出现的问题：在两组电路共用一组数码管显示输出时，用Multisim软件进行仿真模拟运行码转换器后面部分出现了问题，预想解决方法为在输出端输入转换开关，但是所需元件太多，而且在使用时操作太麻烦，所以我们经过讨论，修改了此方案，得出方案三。
一位8421BCD码加法器电路图
1.3 三位8421BCD码加法器电路
三位8421BCD码加法器是基于一位8421BCD码的加法器的原理上连接的，十进制数的个位相加大于9，则8421BCD码的加法器就向下一级产生一个进位，输出为1，如没有输出为0，这样我们就可以通过三位串行进位加法器进行加法计算。
三位8421BCD码加法器电路图
综合各个方面的，我们可以选择超前进位加法器来设计电路。
3、系统框图
4、工作原理
当输入十进制数的时候，8421BCD码编码器先开始工作，编码器先将十进制数转换成四位二进制数，输出的四位二进制数直接到达8421BCD码加法器的输入端，我们可以使用

EDA实验六8位二进制全加法器的设计说明

《电子设计自动化》实验报告实验六实验名称：8位二进制全加法器的设计专业及班级：姓名：学号：一、实验目的：1.掌握VHDL语言的基本结构。

2.掌握全加器原理,能进行多位加法器的设计。

3.掌握VHDL语言的基本描述语句特别是元件例化语句的使用方法。

二、实验内容设计并实现一个由两个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。

要求编写4位加法器的VHDL语言程序,顶层8位加法器的设计要求利用元件例化语句进行设计,并利用开发工具软件对其进行编译和仿真,最后通过实验开发系统对其进行硬件验证。

三、实验步骤〔附源代码及仿真结果图：1.根据4位二进制加法器的原理,利用VHDL语言的基本描述语句编写出4位加法器的VHDL语言程序。

--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'& A4;B5<='0'& B4;S5<=A5+B5+C4;S4<=S5<3 DOWNTO 0>;CO4<=S5<4>;END ARCHITECTURE ART;2.对所设计的4位二进制加法器的VHDL程序进行编译,然后对其进行仿真,初步验证程序设计的正确性。

8位二进制加法计算器

一：本实验设计的是一个8为二进制加法计算器，其功能就是对两个八位的二进制数执行加法运算，并可以异步清零。

二：电路可划分为三部分：半加器、全加器和复位电路。

1、半加器:真值表a b so co0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1电路图2全加器：由半加器和或门组成电路图3复位电路：复位电路通过en控制，当en为‘1’时，执行加法运算，输出正确的值，当en为‘0’时，输输出及结果为全0.三：实验波形仿真和VHDL1、仿真图：2、VHDL代码1)半加器h_adder：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity h_adder isport (a,b :in std_logic;co,so :out std_logic);end entity h_adder;architecture fh1 of h_adder isbeginso <= not(a xor (not b));co <= a and b ; end architecture fh1;2)或门or2a：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity or2a isport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end entity or2a;architecture one of or2a isbeginc <= a or b ;end architecture one;3)全加器f_adder：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity f_adder isport (ain,bin,cin:in std_logic;cout,sum:out std_logic);end entity f_adder;architecture fd1 of f_adder iscomponent h_adderport (a,b :in std_logic;co,so :out std_logic);end component;component or2aport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end component;signal d,e,f: std_logic;beginu1:h_adder port map(a=>ain,b=>bin,co=>d,so=>e);u2:h_adder port map(a=>e,b=>cin,co=>f,so=>sum);u3: or2a port map(a=>d,b=>f,c=>cout);end architecture fd1;4)与门and2a：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity and2a isport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end entity and2a;architecture one of and2a isbeginc <= a and b ;end architecture one;5)顶层设计文件library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity zong isport (a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,en :in std_logic;solution1,solution2,solution3,solution4,solution5,solution6,solution7,solution8,solution9 :out std_logic );end entity zong;architecture fh1 of zong iscomponent h_adderport (a,b :in std_logic;co,so :out std_logic);end component;component f_adderport (ain,bin,cin:in std_logic;cout,sum:out std_logic);end component;component and2aport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end component;signale2,e3,e4,e5,e6,e7,e8,e9,e10,e11,e12,e13,e14,e15,e16,e17,e18,e19,e20,e21,e22,e23,e24 :std_logi c;beginu1:and2a port map(a=>en,b=>a1,c=>e2);u2:and2a port map(a=>en,b=>a2,c=>e3);u3:and2a port map(a=>en,b=>a3,c=>e4);u4:and2a port map(a=>en,b=>a4,c=>e5);u5:and2a port map(a=>en,b=>a5,c=>e6);u6:and2a port map(a=>en,b=>a6,c=>e7);u7:and2a port map(a=>en,b=>a7,c=>e8);u8:and2a port map(a=>en,b=>a8,c=>e9);u9:and2a port map(a=>en,b=>b1,c=>e10);u10:and2a port map(a=>en,b=>b2,c=>e11);u11:and2a port map(a=>en,b=>b3,c=>e12);u12:and2a port map(a=>en,b=>b4,c=>e13);u13:and2a port map(a=>en,b=>b5,c=>e14);u14:and2a port map(a=>en,b=>b6,c=>e15);u15:and2a port map(a=>en,b=>b7,c=>e16);u16:and2a port map(a=>en,b=>b8,c=>e17);u17:h_adder port map(a=>e2,b=>e10,co=>e18,so=>solution1);u18:f_adder port map(ain=>e3,bin=>e11,cin=>e18,cout=>e19,sum=>solution2);u19:f_adder port map(ain=>e4,bin=>e12,cin=>e19,cout=>e20,sum=>solution3);u20:f_adder port map(ain=>e5,bin=>e13,cin=>e20,cout=>e21,sum=>solution4);u21:f_adder port map(ain=>e6,bin=>e14,cin=>e21,cout=>e22,sum=>solution5);u22:f_adder port map(ain=>e7,bin=>e15,cin=>e22,cout=>e23,sum=>solution6);u23:f_adder port map(ain=>e8,bin=>e16,cin=>e23,cout=>e24,sum=>solution7);u24:f_adder port map(ain=>e9,bin=>e17,cin=>e24,cout=>solution9,sum=>solution8);end architecture fh1;。

EDA8位二进制并行加法器

实验二：8位加法器的设计1．实验目的（1）学习Quartus Ⅱ/ISE Suite/ispLEVER软件的基本使用方法。

（2）学习GW48-CK或其他EDA实验开发系统的基本使用方法。

（3）了解VHDL程序的基本结构。

2.实验内容设计并调试好一个由两个4位二进制加法器级联而成的8位二进制并行加法器，并用GW48-CK或其他EDA实验开发系统（事先应选定拟采用的实验芯片的型号）进行硬件验证。

3．实验要求（1）画出系统的原理图，说明系统中各主要组成部分的功能。

（2）编写各个VHDL源程序。

（3）根据系统的功能，选好测试用例，画出测试输入信号波形或编号测试程序。

（4）根据选用的EDA实验开发装置编好用于硬件验证的管脚锁定表格或文件。

（5）记录系统仿真、逻辑综合及硬件验证结果。

（6）记录实验过程中出现的问题及解决办法。

4.实验条件（1）开发条件：Quartus Ⅱ 8.0。

（2）实验设备：GW48-CK实验开发系统。

（3）拟用芯片：EPM7128S-PL84。

5.实验设计1）系统原理图为了简化设计并便于显示，本加法器电路ADDER8B的设计分为两个层次，其中底层电路包括两个二进制加法器模块ADDER4B，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。

ADDER4B图2.1 ADDER4B电路原理图A8[7..0]图 2.1 ADDER8B电路原理图2）VHDL程序加法器ADDER8B的底层和顶层电路均采用VHDL文本输入，有关VHDL程序如下。

ADDER4B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'&A4;B5<='0'&B4;S5<=A5+B5+C4;S4<=S5(3 DOWNTO 0);CO4<=S5(4);END ARCHITECTURE ART;ADDER8B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:ADDER4B PORT MAP(C4=>C8,A4=>A8(3 DOWNTO 0),B4=>B8(3 DOWNTO 0),S4=>S8(3 DOWNTO 0),CO4=>SC);U2:ADDER4B PORT MAP(C4=>SC,A4=>A8(7 DOWNTO 4),B4=>B8(7 DOWNTO 4),S4=>S8(7 DOWNTO 4),CO4=>CO8);END ARCHITECTURE ART;CTRLS的VHDL程序--CTRLS.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CTRLS ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;SEL: OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0));END ENTITY CTRLS;ARCHITECTURE ART OF CTRLS ISSIGNAL CNT:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK) ISBEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CNT="111" THENCNT<="000";ELSECNT<=CNT+'1';END IF;END IF;END PROCESS;SEL<=CNT;END ARCHITECTURE ART;DISPLAY的VHDL程序--DISPLAY.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DISPLAY ISPORT( SEL: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); -- DATAIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); DATAIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); COM: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --LEDW: OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); SEG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END ENTITY DISPLAY;ARCHITECTURE ART OF DISPLAY ISSIGNAL DATA: STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);-- SIGNAL DATA: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINP1:PROCESS(SEL) ISBEGINCASE SEL ISWHEN"000"=>COM<="11111110";WHEN"001"=>COM<="11111101";WHEN"010"=>COM<="11111011";WHEN"011"=>COM<="11110111";WHEN"100"=>COM<="11101111";WHEN"101"=>COM<="11011111";WHEN"110"=>COM<="10111111";WHEN"111"=>COM<="01111111";WHEN OTHERS=>COM<="11111111";END CASE;END PROCESS P1;--LEDW<=SEL;P2:PROCESS(SEL)BEGINCASE SEL ISWHEN"000"=>DATA<=DATAIN(3 DOWNTO 0);WHEN"001"=>DATA<=DATAIN(7 DOWNTO 4);-- WHEN"010"=>DATA<=DATAIN(11 DOWNTO 8);-- WHEN"011"=>DATA<=DATAIN(15 DOWNTO 12); WHEN OTHERS=>DATA<="0000";END CASE;CASE DATA ISWHEN"0000"=>SEG<="00111111";WHEN"0001"=>SEG<="00000110";WHEN"0010"=>SEG<="01011011";WHEN"0011"=>SEG<="01001111";WHEN"0100"=>SEG<="01100110";WHEN"0101"=>SEG<="01101101";WHEN"0110"=>SEG<="01111101";WHEN"0111"=>SEG<="00000111";WHEN"1000"=>SEG<="01111111";WHEN"1001"=>SEG<="01101111";WHEN OTHERS=>SEG<="00000000";END CASE;END PROCESS P2;END ARCHITECTURE ART;ADDER8B动态扫描的VHDL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);CLK:IN STD_LOGIC;-- S8: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); S8: BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); CO8: OUT STD_LOGIC ;COM: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SEG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); END ENTITY ADDER8B;ARCHITECTURE ART OF ADDER8B IS--COMPONENT ADDER4BCOMPONENT 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;--COMPONENT CTRLSCOMPONENT CTRLS ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC;SEL: OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)); END COMPONENT CTRLS;--COMPONENT DISPLAYCOMPONENT DISPLAY ISPORT(SEL: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);--DATAIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0);DATAIN: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);COM: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SEG: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));END COMPONENT DISPLAY;SIGNAL SC: STD_LOGIC;SIGNAL SB: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);BEGINU1:ADDER4B PORT MAP(C4=>C8,A4=>A8(3 DOWNTO 0),B4=>B8(3 DOWNTO 0),S4=>S8(3 DOWNTO 0),CO4=>SC);U2:ADDER4B PORT MAP(C4=>SC,A4=>A8(7 DOWNTO 4),B4=>B8(7 DOWNTO 4),S4=>S8(7 DOWNTO 4),CO4=>CO8);U3:CTRLS PORT MAP(CLK,SB);U4:DISPLAY PORT MAP(SB,S8(7 DOWNTO 0),COM(7 DOWNTO 0),SEG(7 DOWNTO 0));END ARCHITECTURE ART;3）仿真波形设置本设计包括两个层次，因此先进行底层的二进制加法器ADDER4B的仿真，再进行顶层ADDER8B的仿真。

实验二8位二进制加减可控计数器设计

实验二8进制加减可控计数器设计一、实验目的1．学习时序电路的设计，仿真和硬件测试，进一步熟悉VHDL设计技术。

2．学习使用SignalTap的使用方法。

3．学习用AS模式下对配置器件的编程。

二、实验内容1．参考书中4-22，设计一个异步清零和同步时钟使能的十进制加法计数器，在QuartusⅡ上进行编辑、编译、综合、适配、仿真。

给出其所有信号的时序仿真波形。

引脚锁定后进行编译、下载和硬件测试实验。

2．使用SignalTap II对此计数器进行实时测试，保存波形。

3．从设计中去除SignalTap II，要求全程编译后生成用于配置器件EPCS1编程的压缩POF文件，并使用ByteBlasterII，通过AS模式对实验板上的EPCS1进行编程，最后进行验证。

4．设计含有异步清零和同步时钟使能的8进制加减可控计数器。

并完成硬件测试。

一般加法计数器的设计参照书本例4-22。

异步清零表示只要清零信号有效，计数器输出为某个特定的值（比如00H），计数器使能表示只有该信号有效时，才开始计数，其他时候停止计数。

另外加减控制线来控制计数器是加还是减。

三、实验报告将实验原理、设计过程、编译仿真波形和分析结果写进实验报告。

四、实验步骤1．创建工程在D盘中新建一个文件夹D:\ cnt10，此文件夹用于存放整个工程。

打开Quartus II 7.2，在菜单中选择File—〉New Project Wizard 将会出现一个信息框，这个对话框介绍创建工程步骤，可以直接选Next，这时会出现如图1所示的对话框。

这里需输入的是欲创建工程的基本信息，三个输入栏中分别输入的是工程将被保存的路径及工程文件夹、工程的名称和顶层实体的名称。

建议工程名与顶层实体名称保持一致。

输入完毕我们就可以点击Next。

图1 新建工程基本信息对话框然后出现图2所示的添加工程文件对话框。

在这里需要做的是将已经写好的VHDL文件加入到工程中。

本次实验，可以直接点击Next，以后再添加VHDL 文件的工作。

8位运算器课程设计

8位运算器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解8位运算器的原理与功能，掌握二进制与十进制的转换方法。

2. 学生能运用8位运算器进行基本的算术运算，如加、减、乘、除，并理解运算过程中的溢出与进位现象。

3. 学生了解8位运算器在计算机硬件中的作用，及其在信息技术中的应用。

技能目标：1. 学生能够独立完成8位运算器的模拟操作，解决实际问题。

2. 学生通过8位运算器的操作，提高逻辑思维和问题解决能力。

3. 学生能够运用所学知识，对简单的计算机程序进行初步的分析与设计。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对计算机硬件及编程的兴趣，激发学习信息技术的热情。

2. 学生通过学习8位运算器，认识到科技发展对生活的影响，增强创新意识。

3. 学生在团队协作中培养沟通与合作的意识，提高团队荣誉感。

课程性质：本课程为信息技术学科的教学内容，旨在帮助学生掌握计算机硬件基础知识，提高编程技能。

学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的逻辑思维和问题解决能力，对信息技术有较高的兴趣。

教学要求：结合学生特点，通过实例教学，使学生在实践中掌握8位运算器的相关知识，提高学生的动手操作能力和团队协作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 引言：介绍8位运算器的基本概念，引出二进制与十进制的转换，让学生初步了解8位运算器的原理。

- 教材章节：第一章计算机硬件基础，第1节计算机硬件概述2. 二进制与十进制的转换方法：- 教材章节：第一章计算机硬件基础，第2节数字逻辑基础3. 8位运算器的算术运算：- 加法、减法、乘法、除法的运算规则及运算过程- 溢出与进位现象的分析- 教材章节：第一章计算机硬件基础，第3节算术逻辑单元4. 8位运算器在实际应用中的案例分析：- 简单计算机程序的初步分析与设计- 教材章节：第二章计算机指令与编程，第1节计算机指令概述5. 8位运算器在计算机硬件中的作用：- 介绍CPU中的算术逻辑单元（ALU）- 教材章节：第一章计算机硬件基础，第4节中央处理器6. 实践操作：- 使用模拟软件进行8位运算器的操作- 解决实际问题，提高逻辑思维和问题解决能力- 教材章节：第三章计算机操作实践，第1节计算机操作基础教学进度安排：本章节内容共需6个课时，其中理论教学4课时，实践操作2课时。

数电课程设计报告--quartus ll软件设计环境中利用一位全加d锁存器或者d触发器实现8位二进制加法器

数学逻辑课程设计报告一、课程设计题目和要求在Quartus ll软件设计环境中利用一位全加D锁存器或者D触发器实现8位二进制加法器，将其进行功能仿真。

二、课程设计目的课程设计是培养我们学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，数字电子技术已经成为当今计算机应用中重要的基础领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握运用数字电子技术及逻辑电路的开发技术是十分重要的。

课程设计的目的与要求：1、了解基本的逻辑门电路。

2、在实际应用中学会实验元件的作用和工作方式。

3、提高自己的动手动脑能力，将在课堂上学到的知识应用到实际当中。

三、实验条件QUARTUS II 9.0软件、计算机四、实验设计思路1、打开QUARTUS II 9.0软件新建工程并打开作图界面。

2、按照实验要求搭好电路3、我们采用了一个74283的四位全加器，又根据题目的要求用一位的全加器因此只利用其中一位，输出输入端如图所示：4、之后我们又考虑到8位数据的存储与输出，因此我们重复使用了8次D触发器来得到八位的数据存储。

五、仿真和仿真结果1、在软件中绘制好电路图后，建立工程文件，经过编译后建立波形文件。

在波形文件中设置参数，时间为区域设为10ns 。

下图为该电路实验在RTL viewer 下的电路示意图。

2、功能仿真结果图：六、实验的不足在实验设计的过程中，由于对软件的使用和操作不是太熟练由此而导致一些问题的不断产生，电路的输入也不是规则有序的输入信号，因此只能实现以上的试验结果，初步的达到了本次课程设计的实验要求。

七、心得体会通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和了解芯片的选择。

回顾起此次数字电子技术课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从查资料到定稿，从理论到实践，在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。

8位加法器设计程序过程

8位加法器设计程序过程八位加法器是一种组合逻辑电路，用于计算两个八位二进制数的和。

在设计过程中，需要确定输入和输出的位数、电路逻辑、输入输出关系等。

下面是一个八位加法器设计程序的详细过程。

1.确定输入和输出的位数：首先，我们需要明确八位加法器的输入和输出的位数。

在这个例子中，我们使用八位二进制数作为输入，并需要输出一个八位的和。

因此，输入和输出的位数均为8位。

2.确定输入和输出的表示形式：在计算机中，二进制数通常以补码形式进行表示。

因此，在这个例子中，我们将使用补码表示输入和输出。

3.分析电路逻辑：一个八位加法器由八位的全加器以及一个进位逻辑组成。

全加器用于计算两个相应位数相加的结果，而进位逻辑负责处理进位位。

因此，我们需要设计八个全加器和一个进位逻辑。

4.设计全加器电路：全加器是八位加法器的核心部分，用于计算两个位的和以及进位。

全加器的输入包括两个加数位和一个来自前一位的进位位。

输出包括和位以及进位位。

以下是一个典型的全加器电路：- 输入：A、B和C_in- 输出：Sum和C_out-逻辑表达式：Sum = A 异或 B 异或 C_inC_out = (A and B) 或 (C_in and (A 异或 B))设计八个这样的全加器电路，分别用于计算八个相应位数的和以及进位。

5.设计进位逻辑电路：进位逻辑电路负责处理来自各个位的进位。

具体来说，进位逻辑电路需要计算进位位以及进位到下一位的值。

以下是一个典型的进位逻辑电路：- 输入：C_in、C_0、C_1、C_2、C_3、C_4、C_5、C_6 和 C_7- 输出：C_out 和 C_next-逻辑表达式：C_out = C_7C_next = (C_6 and C_7) 或 (C_5 and (C_6 or C_7)) 或 (C_4 and (C_5 or (C_6 or C_7))) 或 ......(C_1 and (C_2 or (C_3 or (C_4 or (C_5 or (C_6 or C_7))))))其中，C_out代表从最高位传出的进位，C_next代表传递给下一位的进位。

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长安大学电子技术课程设计课题名称______________班级______________姓名______________指导教师日期______________前言8位二进制加法器，它的功能主要是实现两个8位二进制数的相加，其结果的范围应该在00000000到111111110之间，即000到510之间。

加法器在实际应用中占据着十分重大的地位，从我们呱呱坠地起，到小学，到初中，到高中，到大学，到工作，等等。

我们能离开加法吗，不能！加法可以说是一切运算的基础，因此8位二进制加法器的设计是很有必要的。

那么我们如何设计一个8位二进制加法器呢？在实际应用中，我们通常输入的是十进制数，一个八位二进制数所对应的最大的十进制数是255，于是输入两个范围在000到255之间的数，首先通过二-十进制编码器将输入的三位十进制数的个位、十位、百位分别转换为8421BCD码，得到两个十二位字码，再通过加法器将它们相加，逢10进1，得到一个新的十二位字码，再用7447数字显示译码器将这个十二位字码还原到原来的三位十进制数。

最后输出的就是一个三位十进制数，其范围在000到510之间。

通过上述方法我们实现了八位二进制数的相加，从而达到了题目的要求。

为实现上述目的，我们需要查阅相关资料。

通过查阅，理解以及加以运用，我们认识到了收集资料的不易性，但同时也得到了不少收获，可以说是有苦有甜。

同时，虽然我们基本设计出了这个八位二进制加法器，但是不必可避免地会产生一些问题，比如说在连线上可能有更简便的途径，在元件的选用上可能还有其它更简便的方法，在控制上可能还不够精简，等等。

我们希望在以后的实践中能找出更好的方法，也希望能吸取这次设计中的不足，逐渐改善。

另外，在电子设计的过程中，与同组同学之间的合作配和是十分重要的。

我在此次设计中也充分认识到这一点的重要性，我相信这次的电子设计能够为我们将来的工作奠定一定的基础。

目录摘要、关键字、设计要求 (3)第一章系统概述 (4)1.总体设计思想 (4)2.总体设计方案及选择 (4)3.系统框图 (6)4.工作原理 (6)第二章单元电路设计与分析 (7)1.三位十进制数的加法运算模块 (7)1.1 8421BCD码编码器原理 (7)1.2 8421BCD码加法器原理 (8)1.3三位8421BCD码加法器电路 (9)2.八位二进制加法运算模块 (11)2.1八位二进制的加法电路的实现 (11)2.2九位二进制在数码管的显示 (12)第三章系统综述、总体电路图 (12)1.系统综述 (12)2.总体电路图 (13)2.1三位十进制数相加总电路图 (13)2.2八位二进制数加法总电路图 (14)第四章结束语 (15)收获与体会 (15)元器件明细表 (16)参考文献 (16)8位二进制加法器摘要：加法运算是最重要最基本的运算，所有的其他基本算术运算，减、乘、除、模乘运算最终都能归结为加法运算。

在不同的场合使用的加法器对其要求也不同，有的要求速度更快，有的要求面积更小。

常见的加法器有串行进位加法器、74LS283超前进位加法器等，因此可以通过选取合适的器件设计一个加法器。

本次设计主要是如何实现8位二进制数的相加，即两个000到255之间的数相加，由于在实际中输入的往往是三位十进制数，因此，被加数和加数是两个三位十进制数，范围在000到255之间.当输入十进制数的时候，8421BCD码编码器先开始工作，编码器先将十进制数转换成四位二进制数，输出的四位二进制数直接到达8421BCD码加法器的输入端，我们可以使用71LS185加法器构成的一位8421BCD码的加法器，8421BCD码是用4位二进制数表示1位十进制数，4位二进制数内部为二进制，8421BCD码之间是十进制，即逢十进一。

而四位二进制加法器是按四位二进制数进行运算，即逢十六进一。

二者进位关系不同。

当四位二进制数加法器74LS283完成这个加法运算时，要用两片74LS283。

第一片完成加法运算，第二片完成修正运算。

8421BCD码加法器工作时，8421BCD码的加法运算为十进制运算，而当和数大于9时，8421BCD码就产生进位，而此时十六进制则不一定产生进位，因此需要对二进制和数进行修正，即加上6（0110），让其产生一个进位。

当和数小于等于9时，则不需要修正或者说加上0。

因此我们可以通过三个8421BCD码加法器的相连组成一个三位串行进位并行加法器，这样通过低位向高位产生进位进行十进制的加法运算，最后通过连接数码管显示所得的结果。

当输入二进制数的时候，两个串接的74LS283四位加法器进行加法运算，产生的八位二进制数通过集成芯片转换成三位十进制数，最后通过数码管显示。

另外，本次设计不仅可以适用加数和被加数是000到255的数字，同时也适用于加数和被加数是000到999的任何一个数，这是本次设计的创新之处。

关键字：串行进位加法器 74LS283超前进位加法器设计要求：1.八位二进制加数与被加数的输入2.三位数码管显示3.三位十进制加数与被加数的输入第一章系统概述本次设计的目的是实现两个八位二进制数的相加，那么我们如何实现呢？通常在实际中输入的是三位十进制数，而要求是八位二进制数，八位二进制数换算成三位十进制数最大为255，也就是说要输入两个000到255之间的数。

要实现它们的相加，我们想到了两种方案，下面我说一下这二种方案。

第一种，当输入两个三位十进制数时，由于在数字电路中运算所用到的是二进制数，因此我们必须首先将十进制数转换为二进制数，于是一个问题出现了，那就是，我们如何实现十进制数到二进制数的转换，通过查阅相关资料，我们发现二-十进制编码器（也叫8421BCD 码编码器,在实际中通常指74LS147)可以实现从十进制数到二进制数的转换，于是我们通过二-十进制编码器来实现上述的转换。

由于二-十进制编码器可以实现一位十进制数到四位二进制数的转换，而题目中的是两个三位十进制数，因此我们就需要用到6个二-十进制编码器，分别将三位十进制数的个位、十位、百位转换为其各自对应的8421BCD码，于是我们得到了两个十二位的8421BCD码。

于是如何实现两个三位十进制数的相加这个问题就变成了如何实现两个十二位的8421BCD码相加这个新问题。

那么，如何实现呢？我们想到了加法器，常用的加法器74LS283能够实现四位二进制数的相加，于是我们就要将74LS283进行串联，实现十二位数的相加，但加法器74LS283的进位是逢16进1，而这两个十二位的8421BCD 码相加时的进位是逢10进1，那么就要对加法器74LS283的二进制和数进行修正，即加上一个6（0110），让其产生一个进位。

于是把大于9的项画在卡诺图里，另外考虑到若相加产生进位，则同样出现大于9的情况。

综合考虑，得到修正和数的条件，用与非门和与门来实现，得到了一个新的加法器，它可以实现逢10进1这个条件。

将这两个十二位的8421BCD 码分别接到三个新的加法器的输入端，得到一个新的十二位的8421BCD码。

由于结果要得到一个三位十进制数，因此再将这个十二位的8421BCD码通过三个7447七段显示译码器转换为一个三位十进制数，通过数码管将它显示出来，即为所求的结果。

第二种，当输入的不是三位十进制数而是八位二进制数时，我们如何实现它们的相加呢？我们知道，超前进位并行加法器74LS283可以实现四位二进制数的相加，于是，我们需要两个74LS283进行串联，这样我们就得到一个新的九位二进制数，其范围在000到510之间。

那么我们如何实现从九位二进制数到三位十进制数的转换呢？我们就想到了数码转换器，通过74185芯片来实现字码的转换。

这样，就得到了一个新的十二位8421BCD码，再通过7447七段数码显示译码器来实现8421BCD码到三位十进制数的转换，最后通过数码管显示出来，得到的就是所要求的的八位二进制数的和。

第三种，通过上述两种思路，我们会要进一步想到，能不能同时实现八位二进制数和三位十进制数的相加呢？那么我们可以对上述的思路加以扩展，假设输入的是三位十进制数，我们可以设法将其转换为BCD码，再通过加法器输出。

这样，我们既可以输入三位十进制数，也可以输入八位二进制数。

那么三位十进制数如何转换为八位二进制数呢?我们想到了二-十进制编码器，一个二-十进制编码器可以实现一位十进制数到四位二进制数的转换，那么我们就可以将一个二-十进制编码器和一些与非门组成一个新的二-十进制编码器来实现这个三位十进制数的十位到8421BCD码的转换；同理，三位十进制数的百位也可以这样转换。

于是三位十进制数就转换到了八位二进制数，接着，我们就可以用第二种思路来实现八位二进制数的相加。

通过这三种思路，经过分析验证，我们发现，。

在实践论证中我们发现，由于第一种思路所用的元件少，且个位、十位、百位各自对称，因此在连接上方便可行，不易出错。

同时由于原理清晰，一旦出现错误，我们可以尽快发现问题并加以改正。

在论证第二种思路时，我们发现，在使用译码器时，由于使用的是4线-16线译码器74LS154，因此它有16个出线端。

而我们要实现九位二进制数到十二位BCD码的转换，就要有512个出线端，也就是512除以16，即32个译码器。

由于所用到的译码器数量冗长，在连接上容易出错。

因此并不采纳。

同理，第三种思路也是如此。

1、系统框图输出四位二进制数输出和数输入二进制数串接2、工作原理当输入十进制数的时候，8421BCD 码编码器先开始工作，编码器先将十进制数转换成四位二进制数，输出的四位二进制数直接到达8421BCD 码加法器的输入端，我们可以使用71LS185加法器构成的一位8421BCD 码的加法器，8421BCD 码是用4位二进制数表示1位十进制数，4位二进制数内部为二进制，8421BCD 码之间是十进制，即逢十进一。