实验一 全加器的设计
南昌大学实验报告
学生姓名：学号: 专业班级：
实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：
实验一全加器的设计
（一）实验目的
以四位二进制全加器为例熟悉利用QuartusII的原理图输入方法和文本输入法设计简单
组合电路；学习多层次工程的设计方法。
（二）实验要求
⑴用文本方法实现一位全加器，再采用层次设计法用原理图输入完成4位全加器的设计；
⑵给出此项设计的仿真波形；
⑶用发光LED指示显示结果。
（三）实验流程
1、创建1位全加器工程，新建verilog文本文件，编译，转换为.bsf符号文件。
1位全加器Verilog 代码：
module bit1_f_adder (
A ,
B ,
CI ,
CO ,
SO ) ;
input A ;
input B ;
input CI ;
output CO ;
output SO ;
assign{CO,SO} = A + B + CI ;
endmodule
1位全加器bsf符号文件：
图3-1 1位全加器bsf符号图
2、同一文件夹下创建4位全加器工程，新建bdf原理图文件并编译。
4位全加器bdf原理图文件：
图3-2 4位全加器bdf原理图3、新建vwf波形文件，时序仿真验证加法功能。
vwf时序仿真图：
图3-3 时序仿真图
4、引脚锁定并再次编译。
引脚分配：
set_location_assignment PIN_AE12 -to A3
set_location_assignment PIN_AD10 -to A2
set_location_assignment PIN_AC9 -to A1
set_location_assignment PIN_AE11 -to A0
set_location_assignment PIN_AD12 -to B3
set_location_assignment PIN_AD11 -to B2
set_location_assignment PIN_AF10 -to B1
set_location_assignment PIN_AF9 -to B0
set_location_assignment PIN_Y21 -to CO
set_location_assignment PIN_W21 -to SO3
set_location_assignment PIN_W20 -to SO2
set_location_assignment PIN_Y19 -to SO1
set_location_assignment PIN_W19 -to SO0
5、添加.sof文件下载测试。
（四）实验效果
时序仿真中将A3、A2、A1、A0组成一组，作为输入A；B3、B2、B1、B0组成一组，作为另一组输入B；CO、S3、S2、S1、S0组成一组，作为结果S。
输入A和B，计算出的结果S都正确。
实物上验证时，通过拨动开关输入A3、A2、A1、A0和B3、B2、B1、B0的值，CO、S3、S2、S1、S0的值通过LED灯的亮灭来显示。
输入A和B，计算出的结果S都正确。
实验一 1位全加器电路设计
实验一1位全加器电路的设计一、实验目的1、学会利用Quartus Ⅱ软件的原理图输入方法设计简单的逻辑电路；2、熟悉利用Quartus Ⅱ软件对设计电路进行仿真的方法；3、理解层次化的设计方法。
二、实验内容1、用原理图输入方法设计完成一个半加器电路。
并进行编译与仿真。
2、设计一个由半加器构成1位全加器的原理图电路，并进行编译与仿真。
3、设计一个由1位全加器构成4位加法器的原理图电路，并进行编译与仿真。
三、实验步骤1. 使用Quartus建立工程项目从【开始】>>【程序】>>【ALtera】>>【QuartusII6.0】打开Quartus软件，界面如图1-1示。
图1-1 Quartus软件界面在图1-1中从【File】>>【New Project Wizard...】新建工程项目，出现新建项目向导New Project Wizard 对话框如图1-2所示。
该对话框说明新建工程应该完成的工作。
在图1-2中点击NEXT进入新建项目目录、项目名称和顶层实体对话框，如图1-3 所示，顶层实体名与项目名可以不同，也可以不同。
输入项目目录如E:\0512301\ first、工程项目名称和顶层实体名同为fadder。
图1-2 新建工程向导说明对话框图1-3 新建工程目录、项目名、顶层实体名对话框接着点击NEXT进入新建添加文件对话框如图1-4所示。
这里是新建工程，暂无输入文件，直接点击NEXT进入器件选择对话框如图1-5所示。
这里选择Cyclone 系列的EP1C6Q240C8。
图1-4 新建添加文件对话框图1-5器件选择对话框点击NEXT进入添加第三方EDA开发工具对话框如图1-6所示。
图1-6 添加第三方EDA开发工具对话框本实验只利用Quartus集成环境开发，不使用其它EDA开发工具，直接点击NEXT进入工程信息报告对话框如图1-7所示。
点击Finish完成新建工程项目的建立如图1-8示。
实验一 1位全加器的设计(修改后)
• 步骤三：编辑全加器的原理图： 步骤三：编辑全加器的原理图：
• 由file->new,打开原理图文件Block Diaoram/Schematic File，并存盘为full_adder.bdf
左键双击原理图编辑窗空白处，弹出如下窗口
• 调入 1）半加器：half_adder, 2）二输入或门：2or, 3）输入，输出引脚
实验一 1位全加器的设计 位全加器的设计
一位全加器的原理分析
• 一位全加器可由两个一位半加器与一个或 门构成，其原理图如下图。
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 半加器模块和ALTERA提供 半加器模块 的二输入或门 输入或门组成全加器电路； 输入或门 • 最后将全加器电路编译下载到实验箱，
输入是 两个加数：ain,bin, 一个进位：cin 这三个输入数据是1位（1bit),可由DE2的 SW0,SW1,SW2提供 为了显示更加清楚，可以将ain,bin,cin的输出引 出到DE2上的红色发光二极管显示，可选用 LEDR0,LEDR1,LEDR2. 输出是： 输出是： 和:sum 进位:cout 输出可由DE2的绿色发光二极管显示，可选用 LEDG0,LEDG1
• 步骤一：建立full_adder的工程 (project)
新建立full_adder工程（project)
设置project相关参数
• 设置project放置的位置及其名称,随后按 Next继续
• 添加文件到工程（project)中，在无相关文件需要 添加的情况下，按Next继续
• 选择FPGA目标器件，根据DE2的平台情况，选 择cyclone II系列的EP2C35F672C6,继续
整理实验一-一位二进制全加器设计实验
整理人 尼克 实验一一位二进制全加器设计实验目录实验一Protel DXP 2004认识实验 (1)实验二两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 (1)实验三原理图元件库建立与调用 (3)实验四两级阻容耦合三极管放大电路PCB图设计 (5)实验五集成电路的逻辑功能测试 (7)实验六组合逻辑电路分析与设计 (12)实验七Quartus II 的使用 (17)实验八组合逻辑器件设计 (17)实验九组合电路设计 (25)实验一 Protel DXP 2004 认识实验一、实验目的1.掌握Prot e l DXP 2004 的安装、启动和关闭。
2.了解Protel DXP 2004 主窗口的组成和各部分的作用。
3.掌握Prot e l DXP 2004 工程和文件的新建、保存、打开。
二、实验内容与步骤1、Protel_DXP_2004 的安装(1)用虚拟光驱软件打开Protel_DXP_2004.iso 文件(2)运行setup\Setup.exe 文件，安装Protel DXP 2004(3) 运行破解程序后，点击“导入模版”，先导入一个ini文件模版（如果要生成单机版的License选择Unified Nexar-Protel License.ini；要生成网络版的License选择Unified Nexar-Protel Network License.ini），然后修改里面的参数：TransactorName=Your Name（将“Your Name”替换为你想要注册的用户名）；SerialNumber=0000000（如果你只有一台计算机，那么这个可以不用修改，如果有两台以上的计算机且连成局域网，那么请保证每个License文件中的SerialNumber=为不同的值。
修改完成后点击“生成协议文件”，任意输入一个文件名（文件后缀为.alf）保存，程序会在相应目录中生成1个License文件。
点击“替换密钥”，选取DXP.exe （在DXP 2004安装目录里，默认路径为C:\Program Files\Altium2004\）,程序会自动替换文件中的公开密钥。
全加器电路设计实验报告
全加器电路设计实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计并实现一个全加器电路，深入理解数字电路中加法运算的原理和实现方法，掌握逻辑门电路的应用以及电路的搭建和测试技能。
二、实验原理全加器是一种能够实现两个一位二进制数及来自低位的进位相加，并产生本位和以及向高位进位的逻辑电路。
全加器的输入包括两个加数 A 和 B 以及低位的进位 Cin，输出为本位和 S 和向高位的进位 Cout。
根据布尔代数和逻辑运算规则，可以通过逻辑门电路来实现全加器的功能。
常见的实现方式有使用与门、或门和非门等基本逻辑门构建逻辑表达式，或者使用集成的加法器芯片。
全加器的逻辑表达式为：S ＝ A⊕B⊕CinCout ＝（A&B) ｜（Cin ＆（A⊕B)）其中⊕表示异或运算，＆表示与运算，｜表示或运算。
三、实验器材1、数字电路实验箱2、 74LS00（四 2 输入与非门）芯片3、 74LS86（四 2 输入异或门）芯片4、导线若干四、实验步骤1、逻辑表达式化简根据上述全加器的逻辑表达式，进行化简和变形，以便于使用现有的逻辑门芯片进行电路搭建。
2、电路设计根据化简后的逻辑表达式，设计电路原理图。
使用 74LS00 和74LS86 芯片，将各个逻辑门按照原理图进行连接。
3、电路搭建在数字电路实验箱上，按照设计好的电路原理图，使用导线将芯片的引脚进行连接，搭建全加器电路。
4、功能测试（1）将 A、B 和 Cin 分别接入逻辑电平输入端口，设置不同的输入组合，观察本位和 S 和进位 Cout 的输出电平。
（2）使用逻辑电平指示灯或示波器来监测输出电平的变化，记录测试结果。
五、实验结果与分析1、实验结果记录记录不同输入组合下的本位和 S 和进位 Cout 的输出电平，如下表所示：｜ A ｜ B ｜ Cin ｜ S ｜ Cout ｜｜｜｜｜｜｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜2、结果分析将实验结果与理论计算的结果进行对比，分析电路是否实现了全加器的功能。
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。
全加器全减器设计实验报告
全加器全减器设计实验报告1. 引言全加器和全减器是数字电路中常用的基本电路模块之一。
全加器用于将两个二进制数相加，全减器用于将两个二进制数相减。
在本实验中，我们将设计并实现一个4位的全加器和一个4位的全减器电路。
2. 原理2.1 全加器全加器是由两个半加器和一个或门组成的电路。
一个半加器用于计算两个输入位的和，另一个半加器用于计算进位值。
将两个半加器的结果和进位值通过或门进行运算，即可得到全加器的输出。
如下图所示为全加器的逻辑电路图：其中，A和B为输入信号，用于表示待相加的两个二进制数的对应位；S为输出信号，表示两个输入数的对应位相加的结果；C为进位信号，表示相加时产生的进位。
2.2 全减器全减器是由两个半减器和一个与非门组成的电路。
与全加器类似，一个半减器用于计算两个输入位的差，另一个半减器用于计算借位值。
将两个半减器的结果和借位值通过与非门进行运算，即可得到全减器的输出。
如下图所示为全减器的逻辑电路图：其中，A和B为输入信号，用于表示待相减的两个二进制数的对应位；D为输出信号，表示两个输入数的对应位相减的结果；B为借位信号，表示相减时需要借出的位。
3. 设计和实现3.1 全加器设计根据2.1中的原理，我们可以使用两个半加器和一个或门来实现一个4位的全加器电路。
根据全加器的逻辑电路图，我们可以将四个输入位（A0, A1, A2, A3）依次与另外四个输入位（B0, B1, B2, B3）连接到两个半加器中，然后将两个半加器的和（S0, S1, S2, S3）通过或门进行运算。
此外，计算进位值需要使用到四个位的与门（And）。
具体电路图如下：3.2 全减器设计根据2.2中的原理，我们可以使用两个半减器和一个与非门来实现一个4位的全减器电路。
根据全减器的逻辑电路图，我们可以将四个输入位（A0, A1, A2, A3）依次与另外四个输入位取反连接到两个半减器中，然后将两个半减器的差（D0, D1, D2, D3）通过与非门进行运算。
实现全加器的实验报告
一、实验目的1. 理解全加器的原理和组成。
2. 掌握半加器、与门、或门等基本逻辑门电路的原理和特性。
3. 学习利用基本逻辑门电路构建全加器。
4. 通过实验加深对数字电路设计和实现过程的理解。
二、实验原理全加器是一种基本的数字电路，用于实现两个二进制数的加法运算。
它由两个半加器和两个与门、一个或门组成。
当两个加数位相加时，全加器可以产生一个和以及一个进位输出。
半加器（hadder）是全加器的基础单元，它由一个异或门（XOR）和一个与门（AND）组成。
异或门负责产生和输出，与门负责产生进位输出。
全加器的原理如下：- 当两个加数位相加时，若两者均为0，则输出和为0，进位为0。
- 若一个加数位为0，另一个为1，则输出和为1，进位为0。
- 若两者均为1，则输出和为0，进位为1。
三、实验设备及器材1. 数字电路实验箱2. 集成芯片（74LS00、74LS10、74LS54、74LS86）3. 导线4. 示波器5. 电源四、实验步骤1. 准备实验器材，搭建半加器电路。
（1）将74LS86（异或门）和74LS00（与门）插入实验箱。
（2）按照图1所示连接半加器电路。
（3）将A、B分别接入电平开关，Y、Z接入发光二极管显示。
（4）通电，观察Y、Z的亮灭情况，验证半加器的逻辑功能。
2. 构建全加器电路。
（1）按照图2所示连接全加器电路。
（2）将A、B、C分别接入电平开关，Y、Z接入发光二极管显示。
（3）通电，观察Y、Z的亮灭情况，验证全加器的逻辑功能。
3. 使用示波器观察全加器的输出波形。
（1）将示波器的探头分别连接到全加器的和输出端和进位输出端。
（2）改变A、B、C的输入值，观察示波器上的波形，分析全加器的逻辑功能。
五、实验结果与分析1. 半加器实验结果：当A、B的输入分别为0、1或1、0时，Y为1，Z为0；当A、B的输入均为0或均为1时，Y为0，Z为0。
验证了半加器的逻辑功能。
2. 全加器实验结果：当A、B、C的输入分别为0、0、0时，Y为0，Z为0；当A、B、C的输入分别为0、0、1时，Y为1，Z为0；当A、B、C的输入分别为0、1、0时，Y为1，Z为0；当A、B、C的输入分别为0、1、1时，Y为0，Z为1；当A、B、C的输入分别为1、0、0时，Y为1，Z为0；当A、B、C的输入分别为1、0、1时，Y为0，Z为1；当A、B、C的输入分别为1、1、0时，Y为0，Z为1；当A、B、C的输入分别为1、1、1时，Y为1，Z为1。
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。
FPGA一位全加器设计
实验一一位全加器的设计一. 实验目的1.熟悉QUARTUSII软件的使用；2.熟悉实验硬件平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。
二. 实验原理三．由于一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成, 首先设计半加器电路, 将其打包为半加器模块；从输出的波形图来验证半加器正确性, 然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；。
从全加器的波形图来验证全加器正确性。
四．实验步骤1.在QUARTUSII软件下创建一工程, 工程名为full_adder, 芯片名为****（查看硬件平台）；新建Verilog语言文件, 输入如下半加器Verilog语言源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;Endmodule保存半加器程序为half_adder.v, 进行功能仿真、时序仿真, 验证设计的正确性。
其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示仿真前的波形:仿真后的波形:4.选择菜单File→Create/Update →Create Symbol Files for current file, 创建半加器模块；5.新建一原理图文件, 在原理图中调用半加器、或门模块和输入, 输出引脚, 按照图1所示连接电路。
并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端, 便于观察。
完成后另保存full_adder。
电路图如下6.对设计进行全编译, 然后分别进行功能与时序仿真, 验证全加器的逻辑功能。
其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示四．思考题为什么在实验步骤3中, 将半加器保存为half_adder, 可否保存为full_adder？答：不能, 因为在程序中, module half_adder(a,b,s,co)已经给程序定义了一个名字叫half_adder, VHDL语言中, 要求程序名与实体名一致, 因此保存的文件名必须和程序名一致, 否则在编译程序的时候就会出现错误。
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。