加法器设计2

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2位串行进位的并行加法器真值表

2位串行进位的并行加法器真值表在数字电路中，加法器是常见的逻辑电路之一，用于进行数字的加法运算。

而串行进位的并行加法器是一种常见的加法器类型，它能够实现多位数字的加法运算，具有高效、稳定的特点。

在本文中，我们将对2位串行进位的并行加法器进行深入探讨，包括其真值表、工作原理和应用场景等方面。

一、2位串行进位的并行加法器真值表让我们来了解一下2位串行进位的并行加法器的真值表。

真值表是描述逻辑电路在不同输入组合下的输出情况的表格，通过真值表可以清晰地了解逻辑电路的工作状态。

对于2位串行进位的并行加法器，其真值表如下所示：输入 | 进位 | 输出 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从上面的真值表可以看出，2位串行进位的并行加法器的输出S和Cout与输入A、B和进位Cin之间存在着一定的逻辑关系。

理解并熟记这些逻辑关系对于正确设计和应用加法器起着至关重要的作用。

二、工作原理接下来，让我们来了解2位串行进位的并行加法器的工作原理。

在加法器中，每一位使用了半加模块和全加模块。

半加模块能够实现单个位的加法运算，而全加模块则可以实现考虑进位的加法运算。

串行进位的并行加法器通过将多个全加模块串联起来，实现了高效的多位加法运算。

具体来说，对于2位串行进位的并行加法器，每个位需要经过两个半加模块和一个全加模块的计算。

在计算的过程中，要考虑上一位的进位对当前位的影响，因此需要进行串行进位的处理。

通过合理的电路设计和逻辑门的组合，2位串行进位的并行加法器能够实现快速、准确的多位加法运算。

三、应用场景2位串行进位的并行加法器广泛应用于数字信号处理、计算机系统、通信系统等领域。

组合逻辑电路设计与测试(加法器) (2)

实验四组合逻辑电路的设计与测试（表决器）一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计与测试方法二、实验设备与器件1、＋5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、直流数字电压表芯片：74LS20 74LS00 74LS10三、实验原理1、使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。

设计组合电路的一般步骤如图4－1所示。

图4－1 组合逻辑电路设计流程图根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。

然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑函数表达式。

并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。

根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。

最后，用实验来验证设计的正确性。

三、实验内容1、设计一个3人表决器，要求用与非门组成。

设计过程：（1）、列出真值表：输入输出A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1(2)、根据真值表写出函数表达式:Y ＝C A B A C B A C B ++＋ABC (3)、卡诺图化简：Y ＝AB+AC+BC (4)、化为与非形式Y ＝C A B AC B ⋅⋅ (5)、根据表达式画出原理图，如图4-3所示。

图4－2 3人表决器原理图（6）、验证并测试所设计的逻辑电路是否符合要求，并记录测试结果。

输入输出A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 12、用“与非”门设计一个4人表决电路。

当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。

设计步骤：根据题意列出真值表如表3－1所示，再填入卡诺图表4－2中。

表4－1D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 A 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1表4－2DA00 01 11 10BC0001 111 1 1 110 1由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD＝根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图3－2所示。

实验二加法器的设计与仿真实验报告

实验二加法器的设计与仿真一、实验目的：实现加法器的设计与仿真。

二、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。

三、实验步骤。

（一）、全加器、串行加法器和并行加法器的逻辑图。

1.全加器：2.串行加法器：3．74283：4位先行进位全加器逻辑框图：逻辑图：（二）、全加器、串行加法器和并行加法器的VHDL。

1.全加器：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY quanjiaqi ISPORT(X : IN STD_LOGIC;Y : IN STD_LOGIC;CIN : IN STD_LOGIC;S : OUT STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC);END quanjiaqi;ARCHITECTURE bdf_type OF quanjiaqi ISSIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_0 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_1 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_2 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_3 : STD_LOGIC;BEGINSYNTHESIZED_WIRE_2 <= Y AND X;SYNTHESIZED_WIRE_1 <= CIN AND Y;SYNTHESIZED_WIRE_3 <= CIN AND X;SYNTHESIZED_WIRE_0 <= X XOR Y;S <= SYNTHESIZED_WIRE_0 XOR CIN;COUT <= SYNTHESIZED_WIRE_1 OR SYNTHESIZED_WIRE_2 OR SYNTHESIZED_WIRE_3; END bdf_type;2.串行加法器：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY chuanxingjiafaqi ISPORT(x0 : IN STD_LOGIC;y0 : IN STD_LOGIC;cin : IN STD_LOGIC;x1 : IN STD_LOGIC;x2 : IN STD_LOGIC;y2 : IN STD_LOGIC;x3 : IN STD_LOGIC;y3 : IN STD_LOGIC;y1 : IN STD_LOGIC;s0 : OUT STD_LOGIC;s1 : OUT STD_LOGIC;s2 : OUT STD_LOGIC;s3 : OUT STD_LOGIC;cout : OUT STD_LOGIC);END chuanxingjiafaqi;ARCHITECTURE bdf_type OF chuanxingjiafaqi ISCOMPONENT quanjiaqiPORT(X : IN STD_LOGIC;Y : IN STD_LOGIC;CIN : IN STD_LOGIC;S : OUT STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_0 : STD_LOGIC; SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_1 : STD_LOGIC; SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_2 : STD_LOGIC;BEGINb2v_inst : quanjiaqiPORT MAP(X => x0,Y => y0,CIN => cin,S => s0,COUT => SYNTHESIZED_WIRE_0); b2v_inst1 : quanjiaqiPORT MAP(X => x1,Y => y1,CIN => SYNTHESIZED_WIRE_0,S => s1,COUT => SYNTHESIZED_WIRE_1); b2v_inst2 : quanjiaqiPORT MAP(X => x2,Y => y2,CIN => SYNTHESIZED_WIRE_1,S => s2,COUT => SYNTHESIZED_WIRE_2); b2v_inst3 : quanjiaqiPORT MAP(X => x3,Y => y3,CIN => SYNTHESIZED_WIRE_2,S => s3,COUT => cout);END bdf_type;3．74283：4位先行进位全加器LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY 74283_0 ISPORT(CIN : IN STD_LOGIC;A1 : IN STD_LOGIC;A2 : IN STD_LOGIC;B2 : IN STD_LOGIC;A3 : IN STD_LOGIC;A4 : IN STD_LOGIC;B4 : IN STD_LOGIC;B1 : IN STD_LOGIC;B3 : IN STD_LOGIC;SUM4 : OUT STD_LOGIC;COUT : OUT STD_LOGIC;SUM1 : OUT STD_LOGIC;SUM2 : OUT STD_LOGIC;SUM3 : OUT STD_LOGIC );END 74283_0;ARCHITECTURE bdf_type OF 74283_0 IS BEGIN-- instantiate macrofunctionb2v_inst : 74283PORT MAP(CIN => CIN,A1 => A1,A2 => A2,B2 => B2,A3 => A3,A4 => A4,B4 => B4,B1 => B1,B3 => B3,SUM4 => SUM4,COUT => COUT,SUM1 => SUM1,SUM2 => SUM2,SUM3 => SUM3);END bdf_type;四、实验仿真结果。

实验二全加器的设计

实验二全加器的设计一、实验目的1、掌握MAX+plus 软件的使用方法。

2、掌握层次化设计方法：底层为文本文件，顶层为图形文件。

3、通过全加器的设计掌握利用EDA软件进行电子线路设计的过程。

二、实验设备1、计算机2、MAX+plus II软件及实验箱三、实验原理加法器是数字系统中的基本逻辑器件，减法器和硬件乘法器都可由加法器来构成。

全加器，全加器是实现两个一位二进制数及低位来的进位数相加（即将三个二进制数相加），求得和数及向高位进位的逻辑电路。

所以全加器有三个输入端（A，B，C）和两个输出端SO，CO）。

1、逻辑关系：CO=AB SO=AB+BA=A⊕B语句：SO<=NOT(A XOR (NOT B))CO<=A AND B2、逻辑关系：语句：SO<=NOT(A XOR (NOT B)); CO<=A AND B;SO=A⊕B⊕C CO=AB+CA+CB四、实验内容1、半加器的设计：完成源程序的编辑、编译、仿真。

2、两输入或门的设计：完成源程序的编辑、编译、仿真。

3、全加器的设计：完成源程序的编辑、编译、仿真。

五、实验步骤1、启动MAX+plus II 10.0 软件2、底层文件：新建文件文本文件：（1）File \ New \Text Editor File（2）在文本文件上输入代码（3）保存文本文件：File\Save\H-adder.vhd 扩展名为*.vhd（4）设置为当前文件：点击File\Project\set project to current file 设置项目为当前文件（5）编译1）选择芯片型号：点击Assign\Device：Ep1k30QC208-32）编译:点击MAX+plus II \ Compiler \ Start 开始编译,生成.pof 文件(CPLD) （6）仿真1）启动ＭaxplusII\Ｗavefrom editor 菜单，进入波形编辑窗口；2）导入输入输出节点：将鼠标移至空白处并单击鼠标右键，Enter Nodes from SNF 将欲仿真的所有Ｉ／Ｏ管脚加入。

先行进位加法器

实验四32位先行进位加法器一、功能概述串行进位加法器延时很大，每级的输出结果都要等上一级的进位到来才可以求和算出结果，这次实验对普通全加器进行改良，改良为先行进位加法器。

先行进位加法器，各级的进位彼此是独立产生，只与输入数据A，B和C_in有关，将各级间的进位级联传播给去掉了，这样就可以减小进位产生的延时。

每个等式与只有三级延迟的电路对应，第一级延迟对应进位产生信号和进位传递信号，后两级延迟对应上面的积之和。

通过这种进位方式实现的加法器称为超前进位加法器。

因为各个进位是并行产生的，所以是一种并行进位加法器。

二、实验原理1、设二进制加法器第i位为A i，B i，输出为S i，进位输入为C i，进位输出为C i+1，则有：S i=A i⊕B i⊕C i（1-1）C i+1 =A i * B i+ A i *C i+ B i*C i =A i * B i+（A i+B i）* C i（1-2）令G i = A i * B i , P i = A i+B i，则C i+1= G i+ P i *C i当A i和B i都为1时，G i = 1，产生进位C i+1 = 1当A i和B i有一个为1时，P i = 1，传递进位C i+1= C i因此G i定义为进位产生信号，P i定义为进位传递信号。

G i的优先级比P i高，也就是说：当G i = 1时（当然此时也有P i = 1），无条件产生进位，而不管C i是多少；当G i=0而P i=1时，进位输出为C i，跟C i之前的逻辑有关。

下面推导4位超前进位加法器。

设4位加数和被加数为A 和B，进位输入为C in，进位输出为C out,对于第i位的进位产生G i = A i·B i ,进位传递P i=A i+B i , i=0,1,2,3。

于是这各级进位输出，递归的展开Ci，有：C0 = C inC1=G0 + P0·C0C2=G1 + P1·C1 = G1 + P1·G0 + P1·P0▪C0C3=G2+ P2·C2= G2+ P2·G1+ P2·P1·G0+P2·P1·P0·C0C4=G3+ P3·C3= G3+ P3·G2+ P3·P2·G1+P3·P2·P1·G0 + P3·P2·P1·P0·C0 （1-3）C out=C4由此可以看出，各级的进位彼此独立产生，只与输入数据Ai、Bi和Cin有关。

通信软件设计-第2章加法器-计数器实例-2011

第2章加法器/计数器实例 • 加法器是数字电路中最广泛应用的电路之一，在CPU的ALU算数运算单元广泛应用。 • 在算数运算中，加法器（减法器）是使用最多的
2.1
•
1位半加器adder设计实例
半加器定义：即是产生数的和的装置。加数和被加数为输入，和数与进位为输出的装置为半加器。
•
全加器定义：若加数、被加数与低位的进位数为输
full_add仿真波形
2.3同步4bit全加法器的设计实例
2.3同步4bit全加法器的设计ial和always说明语句在仿真的一开始即开始执行。initial语句只执行一次。相反，always语句则是不断地重复执行，
直到仿真过程结束。
2.3.1 always 语句
全加器的verilog代码
• • • • • • • • • • • • • • module full_add (a,b,cin,sum,cout); input a,b,cin; output sum,cout; reg sum,cout; reg m1,m2,m3; always @(a or b or cin) begin sum = (a ^ b) ^ cin;//^按位逻辑异或 m1 = a & b; m2 = b & cin; m3 = a & cin; cout = (m1|m2)|m3; end endmodule
2.1 模块的结构
2.1.1 模块的端口定义
模块的端口声明了模块的输入输出口。其格式如下： module 模块名(口1，口2，口3，口4, ………); 模块的内容包括I/O说明、内部信号声明、功能定义。 • I/O说明的格式输入口：input[信号位宽－1：0] 端口名1； input[信号位宽－1：0] 端口名2； … input[信号位宽－1：0] 端口名 i； //(共有i个输入口)

4位二进制并行加法器的设计

实验一4位二进制并行加法器的设计1.实验目的：（1）学习使用Quartus II软件的基本用法（2）了解和掌握VHDL语言的语法规则和编程方法及基本流程（3）了解VHDL语言的基本结构2.实验内容用VHDL语言设计一4位二进制并行加法器。

参考设计思路：加法器是数字系统中的基本逻辑器件，减法器和硬件乘法器都可由加法器来构成。

多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。

并行进位加法器设有进位产生逻辑，运算速度较快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。

并行进位加法器通常比串行级联加法器占用更多的资源。

随着位数的增加，相同位数的并行加法器与串行加法器的资源占用差距也越来越大。

因此，在工程中使用加法器时，要在速度和容量之间寻找平衡点。

实践证明，4位二进制并行加法器和串行级联加法器占用几乎相同的资源。

这样，多位加法器由4位二进制并行加法器级联构成是较好的折中选择。

3.实验要求（1）编写VHDL程序（2）记录系统仿真，画出时序图（3）记录实验过程中遇到的问题及解决办法4.程序设计5.生成RTL电路图6.仿真波形7.实验心得本周的实验是我学习该门课程进行的第一次实验，在实验过程中遇到了很多问题，比如：对Quartus II软件不熟悉，而且全是英文状态，不会使用软件的功能；编写程序时，多次报错，各种各样报错；编写程序完成后，成功编译了，但不会对仿真赋值等。

最后，我通过反复观看老师发的实验操作案例，并通过百度搜索相关的操作流程，翻阅教科书查找相关的解决方案。

第一次实验难免会遇到困难，最后经过我的不懈努力，终于把问题解决了，实验也很成功。

十进制加法计数器

十进制加法器设计1课程设计的任务与要求课程设计的任务1、综合应用数字电路知识设计一个十进制加法器。

了解各种元器件的原理及其应用。

2、了解十进制加法器的工作原理。

3、掌握multisim 软件的操作并对设计进行仿真。

4、锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。

5、通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握十进制加法器的设计方法。

课程设计的要求1、设计一个十进制并运行加法运算的电路。

2、0-9十个字符用于数据输入。

3、要求在数码显示管上显示结果。

2十进制加法器设计方案制定加法电路设计原理图1加法运算原理框图如图1所示第一步置入两个四位二进制数。

例如（1001）2,（0011）2和（0101）2，（1000）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9，3和5，8。

第二步将置入的数运用加法电路进行加法运算。

第三步前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。

即：加法运算方式，则（1000）2+（0110）2=（1110）2 十进制8+6=14 并在七段译码显示出14。

运算方案通过开关S1——S8接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，译码显示器U8和U9分别显示所置入的两个数。

数A直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4——A1端，74LS283的B4——B1端接四个2输入异或门。

四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上，另一输入端分别接开关S5——S8，通过开关S5——S8控制数B的输入,通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。

由于译码显示器只能显示0——9，所以当A+B>9时不能显示，我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>9（1001）2时加上3（0011）2，产生的进位信号送入译码器U10来显示结果的十位，U11显示结果的个位。

3十进制加法器电路设计加法电路的实现用两片4位全加器74LS283和门电路设计一位8421BCD码加法器。

数字逻辑实验报告。利用逻辑门构成半加器和全加器,设计一个2位并行加法器

数字逻辑实验报告实验项目利用逻辑门构成半加器和全加器，设计一个2位并行加法器实验时间2019.11.13实验目的通过实验学会设计加法器.实验环境硬件环境；实验板型号 Basys3 。

软件环境：Windows 64位；Vivado 2014.2实验内容及步骤（含电路原理图/Verilog 程序、管脚分配、仿真结果等；扩展内容也列入本栏）实验内容：用vivado设计一个 2 位并行加法器：使用逻辑门实现一个半加器级联一个全加器构成两位并行加法器。

实验步骤：1.由图分析输入，一共有4个输入（两个两位数的低位a0_in、b0_in，两个两位数的高位a1_in、b1_in），3个输出（s0为低位相加的和，s1为高位相加的和，c_out为进位），需要异或门3个，与门3个，或门1个。

2.创建新的工程，加载IP核。

3.在 Project Navigator 下的 IP Integrator 下，点击 Create BlockDesign，创建新的 Block Design，根据上面的分析添加基本门电路、输入输出端口并连线。

加法器的BD设计图4.完成原理图设计后，生成顶层文件和HDL代码文件。

5.到 I/O PLANNING界面下方的I/O ports 窗口中将设计端口与 FPGA 引脚进行关联，在site栏将a0_in、a1_in、b0_in、b1_in、c_out、s0、s1分别设置为V16、V17、W16、W17、U16、E19、U19；I/O std 栏均设为 LVCMOS33。

实验3.2.2管脚约束图6.综合、实现、生成bitstream。

7.连接实验版进行板级验证。

实验结果分析实验4.2.1结果（部分）（a_in对应V16、b_in对应V17、c_in对应W16、c_out对应U16、s对应E19） A1 B1 Cin1→S1 Cout1A0 B1 Cin0→S1 Cout0A0 B1 Cin1→S0 Cout1实验4.2.2结果（部分）a0_in1 a1_in0 b0_in0 b1_in1→c_out0 s01 s11a0_in0 a1_in1 b0_in1 b1_in0→c_out0 s01 s11a0_in1 a1_in0 b0_in0 b1_in1→c_out1 s00 s10A1 A0 B1 B0 LED灯显示0 1 1 0 亮亮暗1 0 0 1 亮亮暗0 1 1 1 暗暗亮实验报告说明数字逻辑课程组实验名称列入实验指导书相应的实验题目。

实验BCD码加法器

实验二文本输入方式设计数字逻辑电路一、实验目的：1、掌握VHDL 语言的基本语法和设计文件的基本结构。

2、掌握组合逻辑电路的特性及设计和调试方法。

3、掌握时序逻辑电路的特性及设计和调试方法。

4、掌握常用的组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。

二、实验的硬件要求：1、 EDA/SOPC 实验箱。

2、计算机。

三、实验原理数字逻辑电路可分为两类：组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路中不包含记忆单元（触发器、锁存器等），主要由逻辑门电路构成，电路在任何时刻的输出只和当前时刻的输入有关，而与以前的输入无关。

时序电路则是指包含了记忆单元的逻辑电路，其输出不仅跟当前电路的输入有关，还和输入信号作用前电路的状态有关。

1、组合逻辑电路①组合逻辑电路的定义通常组合逻辑电路可以用图1.1所示结构来描述。

其中，X0、X1、…、Xn 为输入信号， L0、L1、…、Lm 为输出信号。

输入和输出之间的逻辑函数关系可用式1.1表示： ②组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计任务是根据给定的逻辑功能，求出可实现该逻辑功能的最合理组合电路。

理解组合逻辑电路的设计概念应该分两个层次：（1）设计的电路在功能上是完整的，能够满足所有设计要求；（2）考虑到成本和设计复杂度，设计的电路应该是最简单的，设计最优化是设计人员必须努力达到的目标。

在设计组合逻辑电路时，首先需要对实际问题进行逻辑抽象，列出真值表，建立起逻辑模型；然后利用代数法或卡诺图法简化逻辑函数，找到最简或最合理的函数表达式；根据简化的逻辑函数画出逻辑图，并验证电路的功能完整性。

设计过程中还应该考虑到一些实际的工程问题，如被选门电路的驱动能力、扇出系数是否足够，信号传递延时是否合乎要求等。

组合电路的基本设计步骤可用图1.2来表示。

③组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项a)组合逻辑电路的输出具有立即性，即输入发生变化时，输出立即变化。

（实际电路中图 2.1 组合逻辑电路框图L0=F0(X0,X1,···Xn) · · ·Lm=F0(X0,X1,···Xn)（1.1）图 2.2 组合电路设计步骤示意图图还要考虑器件和导线产生的延时）。

可编程ASIC课程设计2位BCD码加法器

深圳大学实验报告课程名称：可编程ASIC课程实验名称：2位BCD码加法器学院：电子科学与技术学院专业：电子科学与技术班级：组号：指导教师：报告人：学号：实验地点一、实验目的完成2位BCD码加法器的设计，要求用VerilogHDL编程，在DE2平台上实现，加数、被加数、和分别用数码管显示。

在DE2平台上下载并演示实验结果二、实验原理图中A0 A1 B0 B1 S0 S1均为4bit的端口，S2为1bit的端口。

利用bcd加法器实现两位数的加法实现三、实验内容利用参考算法的逻辑,思思索出具体的代码源程序编码：modulebcd(a0,a1,b0,b1,displaya0,displaya1,displayb0,displayb1,displays0,displays1,di splays2,displayss,clk);input [3:0] a0,a1,b0,b1; //输入端口input clk; //实现清除和计算output[6:0]displays0,displays1,displays2,displaya0,displaya1,displayb0,displayb1,displayss; //输出端口reg [3:0]s0,s1,s2,ss;reg [4:0]t0,t1,c1,c2,z0,z1;reg[6:0]displays0,displays1,displays2,displaya0,displaya1,displayb0,displayb1,dis playss;always@(posedge clk) // 逻辑实现begint0=a0+b0;if(t0>9)beginz0=10;c1=1;endelsebeginz0=0;c1=0;endbegint1=a1+b1+c1;if(t1>9)beginz1=10;c2=1;endelsebeginz1=0;c2=0;endendbegins0=t0-z0;s1=t1-z1;s2=c2;endendalways @(clk)begindisplayss<=display(ss); //显示等号endfunction[6:0] display;input[3:0] ss;如有你有帮助，请购买下载，谢谢！begincase(ss)4'd0:display=7'b0110_111;default:display=7'b0110_111;endcaseendendfunctionalways @(a0)begincase(a0)4'd0:displaya0=7'b1000000;4'd1:displaya0=7'b1111001;4'd2:displaya0=7'b0100100;4'd3:displaya0=7'b0110000;4'd4:displaya0=7'b0011001;4'd5:displaya0=7'b0010010;4'd6:displaya0=7'b0000010;4'd7:displaya0=7'b1111000;4'd8:displaya0=7'b0000000;4'd9:displaya0=7'b0010000;default:displaya0=7'b1000_000;endcaseendalways @(a1)begincase(a1)4'd0:displaya1=7'b1000000;4'd1:displaya1=7'b1111001;4'd2:displaya1=7'b0100100;4'd3:displaya1=7'b0110000;4'd4:displaya1=7'b0011001;4'd5:displaya1=7'b0010010;4'd6:displaya1=7'b0000010;4'd7:displaya1=7'b1111000;4'd8:displaya1=7'b0000000;4'd9:displaya1=7'b0010000;default:displaya1=7'b1000_000;endcaseendalways @(b0)begincase(b0)4'd0:displayb0=7'b1000000;4'd1:displayb0=7'b1111001;。

实验二加减法运算器的设计实验报告

加减法运算器的设计实验报告实验二加减法运算器的设计一、实验目的1、理解加减法运算器的原理图设计方法2、掌握加减法运算器的VERILOG语言描述方法3、理解超前进位算法的基本原理4、掌握基于模块的多位加减运算器的层次化设计方法5、掌握溢出检测方法和标志线的生成技术6、掌握加减运算器的宏模块设计方法二、实验任务1、用VERILOG设计完成一个4位行波进位的加减法运算器，要求有溢出和进位标志，并封装成模块。

模块的端口描述如下：module lab2_RippleCarry 宽度可定制（默认为4位）的行波进位有符号数的加减法器。

#(parameter WIDTH=4)( input signed [WIDTH-1:0] dataa,input signed [WIDTH-1:0] datab,input add_sub, // if this is 1, add; else subtractinput clk,input cclr,input carry_in, //1 表示有进位或借位output overflow,output carry_out,output reg [WIDTH-1:0] result)2、修改上述运算器的进位算法，设计超前进位无符号加法算法器并封装成模块。

模块的端口描述如下：module lab2_LookaheadCarry // 4位超前进位无符号加法器(input [3:0] a,input [3:0] b,input c0, //carry_ininput clk,input cclr,output reg carry_out,output reg [3:0]sum);3、在上述超前进位加法运算器的基础上，用基于模块的层次化设计方法，完成一个32位的加法运算器，组内超前进位，组间行波进位。

4、用宏模块的方法实现一个32位加减运算器。

三、实验内容1、用VERILOG设计完成一个4位行波进位的加减法运算器，要求有溢出和进位标志，并封装成模块。

二进制并行加法器 (2)

二进制并行加法器
二进制并行加法器是一种通过同时对每一位进行加法运算来实现高效的加法器。

它可以一次性对多个二进制数进行加法运算，并且能够在一个时钟周期内完成。

以下是一个简单的二进制并行加法器的示例：
假设要计算两个4位的二进制数A和B的和，其中A = A3A2A1A0，B = B3B2B1B0。

1. 首先，将A和B的最低位（即A0和B0）相加得到一个部分和S0和一个进位C0。

S0 = A0 ⊕ B0 (异或)
C0 = A0 ∧ B0 (与)
2. 接下来，将A1、B1和C0相加得到一个部分和S1和一个进位C1。

S1 = A1 ⊕ B1 ⊕ C0
C1 = (A1 ∧ B1) ∨ (B1 ∧ C0) ∨ (A1 ∧ C0) (或)
3. 以此类推，将A2、B2和C1相加得到S2和C2，将A3、B3和C2相加得到S3和C3。

S2 = A2 ⊕ B2 ⊕ C1
C2 = (A2 ∧ B2) ∨ (B2 ∧ C1) ∨ (A2 ∧ C1)
S3 = A3 ⊕ B3 ⊕ C2
C3 = (A3 ∧ B3) ∨ (B3 ∧ C2) ∨ (A3 ∧ C2)
4. 最终，得到的加法结果为S3S2S1S0。

其中，S3是最高位，S0是最低位。

这个示例是一个4位的二进制并行加法器，但是可以根据
需要进行扩展到更高位数。

通过这种并行计算的方法，可
以在一个时钟周期内完成多个二进制数的加法运算，从而
加快计算速度。

74138的实验报告

(7) 学习定时分析工具的使用方法。

74138 的实验报告数字系统设计综合实验报告数字系统设计综合实验报告实验名称 :1 、加法器设计2、编码器设计3、译码器设计4、数据选择器设计5、计数器设计 6、累加器设计 7、交通灯控制器设计班级: 姓名: 学号: 指导老师 :实验 1 加法器设计掌握用 Verilog HDL 语言设计多位加法器的方法。

(6) 学习运用波形仿真验证程序的正确性。

1) 实验目的(1) 复习加法器的分类及工作原理。

(2) 掌握用图形法设计半加器的方法。

(3) 掌握用元件例化法设计全加器的方法。

(4) 掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。

(5)2) 实验原理加法器是能够实现二进制加法运算的电路，是构成计算机中算术运算电路的基本单元。

目前，在数字计算机中，无论加、减、乘、除法运算，都是化为若干步加法运算来完成的。

加法器可分为1 位加法器和多位加法器两大类。

1 位加法器有可分为半加器和全加器两种，多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。

(1) 半加器如果不考虑来自低位的进位而将两个1 位二进制数相加，称半加。

实现半加运算的电路则称为半加器。

若设A和B是两个1位的加数，S是两者相加的和，C是向高位的进位。

则由二进制加法运算规则可以得到。

(2) 全加器在将两个1 位二进制数相加时，除了最低位以外，每一位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加，这种运算称全加。

实现全加运算的电路则称为全加器。

若设A、B、CI分别是两个1位的加数、来自低位的进位，S是相加的和，C是向咼位的进位。

则由二进制加法运算规则可以得到3)(1)(2)(3) 实验内容及步骤用图形法设计半加器，仿真设计结果。

用原件例化的方法设计全加器，仿真设计结果用原件例化的方法设计一个4 为二进制加法器，仿真设计结果，进行定时分析。

(4) 用Verilog HDL 语言设计一个4 为二进制加法器，仿真设计结果，进行定时分析。

加法器电路原理

加法器电路原理
加法器电路是一种基本的数字电路，用来实现两个二进制数的相加运算。

它通常由逻辑门构成，包括与门、或门和异或门。

下面我们将详细介绍加法器电路的原理。

加法器电路通常分为半加器和全加器两种。

半加器用于实现两个1位二进制数的相加操作，全加器用于实现两个1位二进制数和进位位的相加操作。

半加器电路由两个输入端和两个输出端组成。

输入端分别接收两个待相加的二进制数的对应位，输出端则输出相加的结果和进位。

半加器的实现可以通过一个异或门和一个与门来实现。

异或门的输出为相加结果，与门的输出为进位。

全加器电路由三个输入端和两个输出端组成。

输入端分别接收两个待相加的二进制数的对应位和进位位，输出端则输出相加的结果和进位。

全加器的实现可以通过两个异或门、两个与门和一个或门来实现。

其中，两个异或门的输出作为相加结果，两个与门的输出作为进位的一部分，或门的输出作为进位的另一部分。

通过逐位连接多个半加器或全加器，可以实现多位二进制数的相加操作。

需要注意的是，在相加时，每位的进位需要连接到下一位的进位输入端。

加法器电路是数字电路中常用的基本电路之一，广泛应用于计
算机和其他数字系统中。

它能够高效地实现二进制数的相加运算，为数字系统的设计和运算提供了基础支持。

实验2运算器ALU实验

实验2 运算器ALU实验运算器ALU是CPU的主要部件，数据处理的中心。

ALU可以实现算术加减运算和逻辑“与”、“或”、“非”运算，本实验设计8位ALU，为完成8为ALU，我们从1位全加器设计开始，经1位加法器，4位加法器，4位加减法器，到4位算术逻辑运算器ALU；再由4位ALU到8位ALU。

2.1 1位加法器设计1位加法器是构成多位加法器的基础，通过1位加法器可以组成4位加法器，4位减法器。

因此，本实验首先从1位全加器开始。

2.1.1 实验题目1位全加器。

2.1.2 实验内容设计1位全加器，并通过输入波形图验证。

2.1.3 实验目的与要求通过本实验使学生进一步掌握电子电路的设计方法，熟悉CAD软件QuartusII的使用，掌握使用QuartusII仿真来验证电路设计正确性的方法。

2.1.4 实验步骤设置本实验的项目所在路径，命名项目的名称为1ALU，顶层文件的名称也自动命名为1ALU。

如在文件夹C:\eda\ALU下新建工程1ALU，如图2-1 新建工程1ALU所示。

图2-1 新建工程1ALU直接点击next，直到器件选择对话框，如图2-2所示。

这里根据最终使用的FPGA器件选择一种器件，如Cyclone下的EP1C3T144C8，如果不下载到FPGA上进行实验，选择哪一种器件都无所谓。

图2-2 实现器件选择指定设计、仿真和时序验证工具，如图2-3所示，点击next，完成工程建立。

图2-3 工具选择设计1位全加器FA1位全加器是指可以实现两个1位二进制数和低位进位的加法运算逻辑电路（半加器不包括低位进位C i-1）。

它依据的逻辑表达式是：进位C i=A i B i+A i C i-1+B i C i-1，和S i=A i⊕B i⊕C i-1（本算式推导过程可以在教材中找到）。

其中A i和B i是两个1位二进制数，C i代表向高位的进位，C i-1代表低位来的进位，S i代表本位和。

依据上述逻辑表达式，设计实现1位全加的电路图。

计算机组成原理加法器和ALU

B16~B13
B12~B9
B8~B5
B4~B1
3.4 加法器和ALU
3.4.2 ALU电路
为了实现算术/逻辑多功能运算，则必须对全加器（FA）的功能进行扩展，具体方法是：先不将输入Ai、Bi和下一位的进位数Ci直接进行全加，而是将Ai和Bi先组合成由控制参数S0、S1、S2、S3控制的组合函数Xi、Yi，如图3-16所示，然后再将 Xi、Yi和下一位进位数通过全加器进行全加。这样，不同的控制参数可以得到不同的组合函数，因而能够实现多种算术运算和逻辑运算。
3.4 加法器和ALU
C4=G4+P4C3 C5=G5+P5C4= G5+ P5G4+ P5P4C3 C6=G6+P6C5= G6+ P6G5+ P6P5G4+ P6 P5P4C3 C7=G7+P7C6= G7+ P7G6+ P7P6G5+ P7P6 P5 G4+ P7P6 P5P4C3
C8=G8+P8C7 C9=G9+P9C8= G9+ P9G8+ P9P8C7 C10=G10+P10C9= G10+ P10G9+ P10P9G8+ P10 P9P8C7 C11=G11+P11C10= G11+ P11G10+ P11P10G9+ P11P10 P9 G8+ P11P10 P9P8C7
最高数值位与符号位相同，此时尾数连续左移，直到最高数值位与符号位的值不同为止。同时从E中减去移位的位数，这称之为“向左规格化”，简称“左规”。
4.舍入
右规或对阶时尾数低位上的数值会移掉，使数值精度受影响，常用“0”舍“1”入法。当移掉的最高位为1时，在尾数的末位加 1，如果加1后又使尾数溢出，则要进行右规。

EDA 实验一用两种方法设计2位全加器

实验一用两种方法设计2位全加器实验目的：熟悉利用Quartus II的开发环境设计简单的组合逻辑电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个2位全加器的设计把握利用EDA软件进行电子线路设计的各种详细流程。

实验原理：一个2位全加器可由2个1位全加器构成，加法器间的进位可以用串行的方式实现，即将低位的进位输出与高位的进位输入相连接。

而1个全加器的设计可以使用2个半加器进行组合。

这种层次化的设计过程中，每一个层次都可以使用原理图或是VHDL语言来实现。

实验任务：1、完成半加器、全加器的设计，每个层次都可以用原理图或是VHDL语言实现。

将其进行仿真和测试，并生成相应的硬件符号。

2、建立更高层次的原理图设计，将2个1位全加器构成1个2位全加器，完成相应的仿真和测试，使其可以在硬件电路板上实现。

实验内容：1、半加器，全加器（两种方法）方法一：半加器：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 act of h_adder isbeginso<=a xor b;co<=a and b;end architecture act;全加器：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity f_adder isport(ain,bin,cin:in std_logic;sum,cout:out std_logic);end entity f_adder;architecture act of f_adder iscomponent h_adderport(a,b:in std_logic;co,so:out std_logic);end component;signal co1,co2,temp:std_logic;beginu1:h_adder port map(a=>ain,b=>bin,co=>co1,so=>temp);u2:h_adder port map(a=>temp,b=>cin,co=>co2,so=>sum); cout<=co1 or co2;end architecture;方法二：半加器：全加器：2、一个2位全加器仿真波形：第一种设计方法：第二种设计方法：实验结果与总结：丰富自己，取悦自己，随缘，随顺，随境，你的心才会敞开，才会接纳更多的有可能。

杭电计组实验2-超前进位加法器设计实验

杭州电子科技大学计算机学院
实验报告
实验项目：实验2-超前进位加法器设计实验
课程名称：计算机组成原理与系统结构课程设计
姓名：学号：同组姓名：学号：
实验位置（机号）：
实验日期：指导教师：
二、结果
思考题：
（1）综合得到的电路图，它和想要设计的电路在引脚的输入输出方面是完全相同的，但是相比较内部的RTL图，实验实现的结果是相同的，但是我编写的实验代码并没有调用实验一的全加器设计。

（2）尝试编写8位超前进位加法器设计实验
module add_8 ( input [7:0]a, input [7:0]b, input cin, output [7:0] s, output co );
wire [7:0]c_tmp;
wire [7:0]g;
wire [7:0]p;。