实验一 一位二进制全减器的设计

实验一、一位二进制全减器的设计

1、实验目的：

（1）掌握Quartus II 的VHDL 文本设计的全过程；

（2）熟练和掌握EDA设计流程；熟悉简单组合电路的设计，掌握系统仿真，学会分析硬件测试结果。

（3）学习PH-1V型实验装置上发光二极管和按键的使用方法。

2、实验内容与要求：

（1） 用文本方法实现半减器，再利用半减器完成全减器

的设计，熟悉层次设计概念；

（2） 给出此项设计的仿真波形；

（3） 选择实验电路NO.1验证, 用发光管指示显示结果。

三、设计原理：全减器可以有2个半减器

和1个或门组成。

（1）半减器真值表：

xx yy Diff1S_out1

0000

0101

1000

1100

(表中Diff1表示本位向高位的借位，S_out1表示本位）

（2）全减器真值表：

x y Sub_in diffr Sub_out

00000

00111

01011

01101

10010

10100

11000

11111

（表中Sub_in表示低位向本位的借位，diffr表示本位向高位的借位，Sub_out表示本位）

四、实验程序：

(1) 实验程序（程序来源：）

（2）对全减器进行原理图编辑：

5、实验步骤：

1.建立工作库文件夹和编辑设计文件

（1）在D盘下建立一个文件夹保存工程文件；

（2）打开QuartusII，建立新的VHDL文件，再打开的页面下输入程序。

2.编译过程

（1）输入完程序之后逐个编译

（2）逐个编译无错之后进行全程编译

3.系统仿真

（1）建立新的波形激励文件

（2）在波形编辑器窗口添加节点

（3）通过Edit->End Time 来设定仿真结束时间

（4）点击save保存

（5）通过Tools下的Simulator Tools项进行仿真，然后观察输出波形。

4.引脚锁定

（1）通过Assignment->Assignment Editor->Pin查找到所有的引脚

（2）选择各个输入输出信号来锁定到不同引脚，进行全编译。

5.编程下载

（1）选择Tools->Programmer菜单，点击Hardware Setup窗口完成硬件设置

（2）点击Start开始编程下载

6、仿真波形分析：

波形分析：用波形与真值表进行比较即可。有波形可以看出，100对应11，是对的。再看111对应11也与理论相符。

引脚的锁定：x锁定为引脚60，y锁定为引脚61，Sub_in锁定为引脚63，Sub_out锁定为引脚169，diffr锁定为引脚167。

7、实验结果：

由编程下载之后实验箱上显示的数据与波形图完全一致，符合全减器真值表。分别按下引脚60（x）、61（y）、63（Sub-in）的不同组合，LED管167、169会相应熄灭或者闪亮。熄灭代表0，闪亮代表1。通过这样就可以用全减器真值表进行比较。

结果证明全减器设计没有问题。