8位行波进位加减法器课程设计报告
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;endmodule2）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);endmodule3）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_adderu0(.ain(ain[0]),.bin(bin[0]),.cin(cin),.sum(sum[0]) ,.cout(cout0));f_adderu1(.ain(ain[1]),.bin(bin[1]),.cin(cout0),.sum(sum[1 ]),.cout(cout1));f_adderu2(.ain(ain[2]),.bin(bin[2]),.cin(cout1),.sum(sum[2 ]),.cout(cout2));f_adderu3(.ain(ain[3]),.bin(bin[3]),.cin(cout2),.sum(sum[3 ]),.cout(cout3));f_adderu4(.ain(ain[4]),.bin(bin[4]),.cin(cout3),.sum(sum[4]),.cout(cout4));f_adderu5(.ain(ain[5]),.bin(bin[5]),.cin(cout4),.sum(sum[5 ]),.cout(cout5));f_adderu6(.ain(ain[6]),.bin(bin[6]),.cin(cout5),.sum(sum[6 ]),.cout(cout6));f_adderu7(.ain(ain[7]),.bin(bin[7]),.cin(cout6),.sum(sum[7 ]),.cout(cout));endmodule4）八位加法器仿真程序：module f_adder8_vlg_tst();// constants // general purpose registers//reg eachvec;// test vector input registersreg [7:0] ain;reg [7:0] bin;reg cin;// wires wire cout;wire [7:0] sum;// assign statements (if any) f_adder8 i1 (// port map - connection between master ports and signals/registers.ain(ain),.bin(bin),.cin(cin),.cout(cout),.sum(sum));initial begin ain=10;bin=11;cin=0;#100 ain=10;bin=10;cin=0;#100 ain=10;bin=10;cin=1;#100 ain=12;bin=18;cin=0;#100 ain=12;bin=18;cin=1;#100 $stop;endendmodule5）八位加法器仿真图：6）元件原理图及元件入库：半加器原理图：文件入库bsf：全加器原理图：全加器元件入库：八位全加器rtl图：八位全加器仿真图：精品文档。
计算机组成原理实验报告-八位补码加减法器的设计与实现
计算机科学与技术学院计算机组成原理实验报告书实验名称八位补码加/减法器的设计与实现班级学号姓名指导教师日期成绩实验1八位补码加/减法器的设计与实现一、实验目的1.掌握算术逻辑运算单元（ALU）的工作原理。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.掌握8位补码加/减法运算器的设计方法。
4.掌握运算器电路的仿真测试方法二、实验任务1．设计一个8位补码加/减法运算器（1）参考图1，在QUARTUS II里输入原理图，设计一个8位补码加/减法运算器。
（2）创建波形文件，对该8位补码加/减法运算器进行功能仿真测试。
（3）测试通过后，封装成一个芯片。
2．设计8位运算器通路电路参考下图，利用实验任务1设计的8位补码加/减法运算器芯片建立运算器通路。
3．利用仿真波形，测试数据通路的正确性。
设定各控制信号的状态，完成下列操作，要求记录各控制信号的值及时序关系。
（1）在输入数据IN7~IN0上输入数据后，开启输入缓冲三态门，检查总线BUS7~BUS0上的值与IN0~IN7端输入的数据是否一致。
（2）给DR1存入55H，检查数据是否存入，请说明检查方法。
（3）给DR2存入AAH，检查数据是否存入，请说明检查方法。
（4）完成加法运算，求55H+AAH，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。
（5）完成减法运算，分别求55H-AAH和AAH-55H，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。
（6）求12H+34H-56H，将结果存入寄存器R0，检查运算结果是否正确，同时检查数据是否存入，请说明检查方法。
三、实验要求（1）做好实验预习，掌握运算器的数据传送通路和ALU的功能特性。
（2）实验完毕，写出实验报告，内容如下：①实验目的。
②实验电路图。
③按实验任务3的要求，填写下表，以记录各控制信号的值及时序关系。
表中的序号表示各控制信号之间的时序关系。
要求一个控制任务填一张表，并可用文字对有关内容进行说明。
⑤实验体会与小结。
四、实验预习内容1.实验电路设计原理及思路说明本实验利用基本逻辑门电路设计一位全加器（FA），如表1：加法又可以实现减法，所以使用了一个M输入来进行方式控制加减。
8位行波进位加减法器课程设计报告
南通大学计算机科学与技术学院计算机组成原理课程设计报告书课题名8 位行波进位加减法器班级__________姓名______________学号________指导教师日期目录1.设计目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12.设计内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13.设计要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14.设计原理与电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15.系统调试情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36.设计总结与体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47.参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51设计目的熟练掌握补码加减法运算规则2设计内容设计一个能够完成8 位补码加减法运算的ALU3设计要求采用行波（串行）进位的方式，并具备溢出判断功能4设计原理与电路图 ( 包括总框图、微程序控制器的逻辑图、电路图和封装图)逻辑表达式：S i A i B i C iCi 1A i B i A i C i B i C iA iB i( A i B i )C iA iB i .( A i B i ).C i1 位全加器逻辑电路图 1 位全加器封装图FAn 位行波进位的补码加法/加法器原理图n 位行波进位的补码加法/加法器5系统调试情况测试 1：当 m=0时，执行 00000001+00000001，结果为 00000010，如下图所示：测试 2：当 m=1时，执行00000001-00000001 ，结果为00000000，如下图所示：测试 3：当 m=0时，执行 01111111+000000001，结果为 011111111，产生溢出，红灯亮，如下图所示：测试 4：当 m=1时，执行 10000000-00000001 ，结果为 110000001，产生溢出，红灯亮，如图所示：6设计总结与体会本次课程设计，让我学到了很多。
八位加法器的设计实验报告
八位加法器的设计实验报告学号： U200915272班级：信息安全 0901姓名：方浏洋日期： 2011-5-2目录一、实验概述 ....................................................................................................................... - 2 -二、设计思路 ....................................................................................................................... - 3 -2.1 QuartusⅡ中74181的功能分析 ....................................................................... - 3 -2.2 8位先行加法器的设计 ...................................................................................... - 3 -2.3 8位行波进位加法器的设计 .............................................................................. - 4 -三、实验内容 ....................................................................................................................... - 5 -3.1 8位先行加法器 .................................................................................................. - 5 -3.2 8位行波加法器 .................................................................................................. - 7 -3.3 对先行进位和行波进位的时序分析 ................................................................. - 9 -四、心得体会 ..................................................................................................................... - 11 -- 1 -一、实验概述利用EDA软件分别设计一个先行进位和行波进位的8位加法器，分别对它们进行时序分析，比较先行进位和行波进位在时间上的差异。
8位全加器课程设计报告
8位全加器课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生理解8位全加器的基本概念，掌握全加器的逻辑结构和工作原理；2. 学生掌握8位全加器的电路图绘制方法，能分析并解释全加器中各个部分的作用；3. 学生了解8位全加器在计算机运算中的应用，理解其重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成8位全加器的电路图设计；2. 学生能够运用逻辑门电路，搭建8位全加器电路，并进行功能验证；3. 学生能够通过实际操作，提高解决问题的能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术课程的兴趣，激发学习热情；2. 学生在学习过程中，树立正确的科学态度，注重实践，勇于创新；3. 学生通过团队合作，培养沟通与协作能力，增强集体荣誉感。
课程性质分析：本课程为电子技术课程的一部分，重点在于让学生掌握8位全加器的原理和应用，培养实际操作能力。
学生特点分析：八年级学生具有一定的电子技术基础，对电路有一定的了解，但可能对全加器的理解尚浅，需要通过具体实例和操作来加深理解。
教学要求分析：本课程要求教师以理论与实践相结合的方式进行教学，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的实现。
通过本课程的学习，学生能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 引言：介绍全加器在数字电路中的重要性，回顾一位全加器的基本原理，引出8位全加器的研究意义。
2. 理论知识：a. 8位全加器的定义和功能；b. 8位全加器的逻辑结构，包括加法器、进位发生器和进位传递部分；c. 8位全加器的真值表和逻辑表达式。
3. 实践操作：a. 8位全加器电路图的绘制；b. 利用集成电路芯片搭建8位全加器电路；c. 电路功能测试及故障排查。
4. 应用拓展：a. 8位全加器在计算机运算中的应用案例；b. 探讨8位全加器与其他数字电路模块的组合应用。
教学大纲安排：第一课时：引言及理论知识（1、2a）第二课时：理论知识（2b、2c）第三课时：实践操作（3a、3b）第四课时：实践操作（3c）第五课时：应用拓展（4a、4b）教材章节关联：本教学内容与教材中“第十章 数字电路及其应用”相关，涉及全加器部分的内容，与教材中的理论知识和实践操作相结合，确保学生能够系统地学习和掌握8位全加器的相关知识。
8位加法器和减法器设计实习报告
综合电子系统实习报告设计题目：8位加法器和减法器的设计一、实习目的：综合电子系统实习是电子信息类专业学生了解电子系统设计实现过程，培养实践动手能力的实践性教学环节，是电子信息工程等理工科专业学生一门必修的实践性课程。
通过学习和实践，可以让学生进一步接触电子元器件，电子材料及电子产品的生产实际，了解电子工艺的一般知识和掌握基本电路板的制作，元件的焊接，产品的组装等技能，了解电子工艺生产线的流程和基本管理知识，使学生通过设计一个课题，巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”等课程中所学到的理论知识和实验技能，掌握常用电子电路中的一般分析和设计方法，熟悉protel和其他开发软件的使用方法，提高电子电路的分析、设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础，为今后专业实验，毕业设计准备必要的工艺知识和操作技能。
同时培养学生严谨的工作作风，养成良好的工作习惯，它是基本技能和工艺知识的入门向导，又是创新实践和创新精神的启蒙。
综合电子系统实习对训练我们基本操作技能，提高我们实际动手能力是难得的一次好机会。
二、实习基本内容和要求：（1）掌握常用电子元器件的种类，性能，选用原则及质量辨别；（2）掌握电子产品装配及材料；（3）学会印制电路板的制作，掌握锡焊原理及手工焊接工艺技术；（4）学会器件的装配，焊接，调试；（5）学会使用常用电子测试仪器设备，初步具有借助说明书或资料掌握常用工具，仪器的使用能力；（6）掌握常用电子电路的设计方法，学会系统实物制作和调试。
三、实习工具：（1）电烙铁：由于焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁，功率为30w，烙铁头是铜制。
（2）螺丝刀、钻孔机、斜口钳、尖嘴钳等必备工具。
（3）焊锡，由于锡它的熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。
（4）数字万用表，5V直流稳压电源。
要求：1、利用逻辑门电路设计8位加法器和减法器，实现两个8位二进制数的加法运算和减法运算；2、具有进位信号输入和输出能力；3、通过功能选择控制信号F选择运算功能，F=0，加法运算，F=1，进行减法运算；4、用发光二极管显示两个输入数据和运算结构。
8位减法器的设计
目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计要求 (2)三、设计内容 (2)1、设计思路 (2)2、设计步骤 (3)1）先设计减数和被减数值的锁定并判定借位的输出值 (3)2）设计减法器的基本功能 (3)3）设计计数器的分频操作降低输出频率是结果显示清楚 (4)4）数码管的段选设计 (4)四、设计仿真波形 (5)1）减数被减数值的锁定 (5)2）数码管片选及段选 (6)五、程序中各个引脚的分配如下 (6)六、设计总程序 (6)七、设计仿真图 (9)八、设计心得及体会 (9)参考文献 (10)一、课程设计目的系统提供一个50MHz的时钟，要求输入一个8位的二进制数作为被减数并锁定，然后再输入一个8位二进制数并锁定，进行相减后的结果用十进制在数码管上显示出来，并用一个led灯来显示借位情况。
二、课程设计要求试设计一个8位二进制并行减法器，它由两个4位二进制并行减法器级联而成。
要求被减数与减数之差在数码管上以十进制数显示出来，LED1显示借位输出，当被减数大于减数时，LED1熄灭表示没在借位，当被减数小于减数时，LED1亮表示有借位，其它7位LED平时在熄灭状态。
系统提供50MHZ频率的时钟源。
完成该系统的硬件和软件的设计，并制作出实物装置，调试好后并能实际运用（指导教师提供制作所需的器件），最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。
三、设计内容1、设计思路方法一：由于要设计的是一个8位的二进制减法器，可采用4位减法器并联的例化语句的方法来实现。
在是用例化语句的过程中需要的就是输入的是8位二进制编码，输出的结果也是二进制编码的形式，所以在输出结果的同时还需要将结果进行转化后才能在数码管显示出来，否则只能用16进制来显示。
其中的是否发生借位的部分，完全可以用一个输出指向led的亮灭来表示。
在此过程中数码管的显示还需要设计好动态扫描。
方法二;8位二进制减法器的设计，我们在设置减法器前就先将数据转化，然后再进行减法器的设置，在这里是否要借位可以用if语句来判定后直接输出一个值送入到led显示结果，并把结果直接送入数码管显示。
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。
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南通大学计算机科学与技术学院计算机组成原理课程设计
报告书
课题名8位行波进位加减法器
班级_____ _____
姓名_____ _________
学号_____ ___
指导教师
日期
1
目录
1.设计目的 (1)
2.设计内容 (1)
3.设计要求 (1)
4.设计原理与电路图 (1)
5.系统调试情况 (3)
6.设计总结与体会 (4)
7.参考文献 (5)
v1.0 可编辑可修改
1 设计目的
熟练掌握补码加减法运算规则
2 设计内容
设计一个能够完成8位补码加减法运算的ALU 3 设计要求
采用行波（串行）进位的方式，并具备溢出判断功能
4设计原理与电路图(包括总框图、微程序控制器的逻辑图、电路图和封装图)
逻辑表达式：
i i i i C B A S ⊕⊕=
i
i i i i i i i i i i i i i i i i C B A B A C B A B A C B C A B A C ).(.)(1⊕=⊕+=++=+
v1.0 可编辑可修改1位全加器逻辑电路图 1位全加器封装图FA
n位行波进位的补码加法/加法器原理图
v1.0 可编辑可修改
n位行波进位的补码加法/加法器
5系统调试情况
测试1：当m=0时，执行00000001+00000001，结果为00000010，如下图所示：测试2：当m=1时，执行00001，结果为00000000，如下图所示：
v1.0 可编辑可修改测试3：当m=0时，执行01111111+000000001，结果为0，产生溢出，红灯亮，如下图所示：测试4：当m=1时，执行0001，结果为1，产生溢出，红灯亮，如图所示：
v1.0 可编辑可修改
6 设计总结与体会
本次课程设计，让我学到了很多。
首先，我学会了如何去设计一个简单的加法器。
其次，在这次的设计中，我也遇到了很多问题，本次设计是设计一个8位的补码加法器，需要考虑加数的正负和溢出情况，所以我找出了数电课本复习了有关知识。
在画图方面的也让我知道：做任何小事情都不要粗心，有时候你不注意一些小细节，所得的电路图就是错误的。
7 参考文献
[1]白中英计算机组成原理（第四版立体化教材）[M].北京：科学出版社，2008.
[2]康光华电子技术基础（第五版.数字部分）[M] 北京：高等教育出版社，2006.。