一位全减器
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
（√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出C ．电路中的时延D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→0113．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．01014．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。
【设计】一位二进制全减器设计
【关键字】设计南昌大学实验报告学生姓名：学号：89 专业班级：电子081实验类型：□ 验证□ 综合设计□ 创新实验日期：实验成绩：实验一1位二进制全减器设计一、实验目的1)熟悉实验设备和软件，掌握Quartus II 的VHDL文本设计及原理图设计全过程；2)熟悉简单组合电路的设计，掌握系统仿真，学会分析硬件尝试结果；二、实验内容与要求1)完成一位二进制全减器的设计，用LED显示输出结果；2)用分层设计的方法设计，顶层为全减器（文本输入法），底层为半减器（原理图输入法）和逻辑门组成；3)自行完成设计与仿真、波形分析、下载与硬件尝试等全过程，验证设计是否正确；三、设计思路/原理图首先根据一位二进制半减器运行原理，列出半减器真值表（如图一所示），并由真值表设计出半减器原理图（如图二），根据全减器真值表（图三）可用两个半减器和一个或门组成一位二进制全减器。
a b so co0 0 0 00 1 1 11 0 1 01 1 0 0图一半减器真值表a b c cout sub0 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1图三全减器真值表图四由半减器组成的全减器原理图四、实验程序（顶层程序参考EDA教材88页一位二进制全加器顶层文本设计）底层（原理图输入）半加器连接图：定义或门：顶层（文本输入）LIBRARY IEEE; --1位二进制全减器顶层描述USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY f_m IS --定义f_m实体PORT (ain,bin,cin :IN STD_LOGIC;cout,sub:OUT STD_LOGIC);END ENTITY f_m;ARCHITECTURE one OF f_m IS --描述结构体COMPONENT h_m --定义h_m各引脚PORT ( a,b : IN STD_LOGIC ;co,so : OUT STD_LOGIC) ;END COMPONENT ;COMPONENT or2a --定义or2a各引脚PORT (a,b : IN STD_LOGIC;c : OUT STD_LOGIC) ;END COMPONENT ;SIGNAL d,e,f : STD_LOGIC ; --定义信号d,e,f的类型BEGIN --描述底层各元件的连接u1 : h_m PORT MAP (a=>ain, b=>bin, co=>d, so=>e) ;u2 : h_m PORT MAP (a=>e, b=>cin, co=>f, so=>sub);u3 : or2a PORT MAP (a=>d, b=>f, c=>cout);END ARCHITECTURE one ; --结束结构体描述五、实验步骤1.建立工作库文件夹和编辑设计文件1)在D盘新建立一个文件夹命名为f_m，选择ACEX1K芯片，保存下面的工程文件；2)打开quartus II，选择菜单File→New→Block diagram/schematic file，点击OK，输入半减器原理图，保存为h_m.bdf并选择菜单file→create/update→createVHDL component declaration files for current file2.选择菜单File→New→Block diagram/schematic file，点击OK，定义或门，保存为or2a.bdf并选择菜单file→create/update→create VHDL component declarati on filesfor current file3.选择菜单File→New→VHDL file，点击OK后在打开的界面下输入已设计的程序，保存为f_m.vhd；4.对f_m.vhd进行编译5.创建仿真文件f_m.vwf,将所有引脚拉入仿真文件，设定end time以及ain，bin，cin输入值，进行仿真6.选择assignments→pins 设置各引脚，并编译；7.下载程序，验证实验结果；六、仿真波形分析下图为实验所得的波形图：a b c d e f g h i区间ain bin cin cout sub LED6 LED5 a-b 0 0 0 0 0 灭灭b-c 0 0 1 1 1 亮亮c-d 0 1 0 1 1 亮亮d-e 0 1 1 1 0 亮灭e-f 1 0 0 0 1 灭亮f-g 1 0 1 0 0 灭灭g-h 1 1 0 0 0 灭灭h-i 1 1 1 1 1 亮亮借位情况，cout为本位输出，sub为向上借位的值，由上表可知，仿真结果与理论值（全减器真值表）一致，故仿真成功。
EDA技术与Verilog_HDL(潘松)第四章课后习题答案
图4-27
1位全减器
习
题
x为被减数， y为减数， sub_in为 低位的借 位， diff r为差，su b_out为向 高位的借 位。
x 0 0 0 y 0 0 1 sub_in diffr sub_out 0 1 0 0 1 1 0 1 1
//一个二进制半减器设计进行了阐述
module h_suber(x,y,diff,s_out); input x,y; output diff, s_out; assign diff=x^y; assign s_out=(~x)&y; endmodule
reg [2:0]A ;
wire[7:0]Y ; reg G1 ,G2 ,G3;
decoder3_8 DUT ( G1 ,Y ,G2 ,A ,G3 );
initialቤተ መጻሕፍቲ ባይዱbegin $monitor($time,"A=%d,G1=%b,G2=%b, G3=%b,Y= %d\n",A, G1, G2, G3, Y); end
习
题
4-3 阻塞赋值和非阻塞赋值有何区别？ 答：Verilog中，用普通等号“=”作为阻塞式赋值语句的赋值符号，如y=b。 Verilog中，用普通等号“<=”作为非阻塞式赋值语句的赋值符号，如y<=b。 阻塞式赋值的特点是，一旦执行完当前的赋值语句，赋值目标变量y即刻 获得来自等号右侧表达式的计算值。如果在一个块语句中含有多条阻塞式赋值 语句，则当执行到其中某条赋值语句时，其他语句将禁止执行，即如同被阻塞 了一样。 非阻塞式赋值的特点是必须在块语句执行结束时才整体完成赋值操作。非 阻塞的含义可以理解为在执行当前语句时，对于块中的其他语句的执行情况一 律不加限制，不加阻塞。这也可以理解为，在begin_end块中的所有赋值语句都 可以并行运行。
用3线8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减器
1、用3线—8线译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减器，输入为被减数、减数和来自低位的借位；输出为两数之差和向高位的借位信号（74LS138的逻辑框图如图1.1所示）。
CO---向高位的借位； Y---两位数之差；C I ---来自低位的借位；
故：
Y=m 1+m 2+m 4+m 7;CO=m 3+m 5+m 6+m 7; 其逻辑图如下：
Y
2、试用8选1数据选择器74LS152和必要的门电路设计一个路灯控制电路，要求在四个不同的地方都能独立地开灯和关灯，画出逻辑电路图（74LS152的逻辑框图如图2.1所示）。
i i i m D A A A D A A A D Y ∑
==++⋅⋅=7001270120 图2.1 74LS152的逻辑框图
D3
D2D1
D0
Y A0A1
A2
D7
D6D5D4
74L S 152
m m m
m
其中A3,A2,A1,A0分别代表四个不同的地方；Y代表灯；1代表亮，或是开关闭合；0代表灯灭；
Y=A3(m1+m2+m4+m0)
对照着所给的逻辑表达式可得：
D0=D1=D2=D4=A3
D3=D5=D6=D7=0; A2=A2;A1=A1;A0=A0;
故逻辑图如下所示：
A3
Y
1。
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
（√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。
3组合逻辑电路习题解答
-.自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为11010101时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 11111101 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比拟器，输入信号为两个要比拟的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比拟结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，那么Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路构造 × 。
〔√，× 〕 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未到达最简 B ．电路有多个输出C ．电路中的时延D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的？A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→0113．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．01014．数据分配器和 有着一样的根本电路构造形式。
《EDA技术实用教程》习题解答
习题 5-6 根据图 5-23，写出顶层文件 MX3256.VHD 的 VHDL 设计文件。
第 1 章 概述
9
图 5-21 习题 5-4 图
解： VHDL 设计文件内容如下：
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;
entity exen is
port ( cl
: in std_logic;
clk0 : in std_logic;
out1 );
: out std_logic
out1 <= not tmp; end hdlarch; ⊕习题 5-5 给出 1 位全减器的 VHDL 描述。要求： (1) 首先设计 1 位半减器，然后用例化语句将它们连接起来，图 5-22 中 h_suber 是半减器，diffr 是输出差， s_out 是借位输出，sub_in 是借位输入。
解：
图 5-19 4 选 1 多路选择器
图 5-20 双 2 选 1 多路选择器
architecture hdlarch of MUXK is
signal tmp : std_logic;
begin
process(s0,a2,a3) begin
if s0 = '0' then
tmp <= a2;
else
解：用同步计数器来实现。（事实上要求设计的是一个袼雷码计数器）
考虑不同状态时，对应的 DFF 输入端的值：
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为11010101时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 11111101 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比拟器，输入信号为两个要比拟的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比拟结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，那么Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
〔√，× 〕 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未到达最简 B ．电路有多个输出C ．电路中的时延D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的？A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→0113．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．01014．数据分配器和 有着相同的根本电路结构形式。
EDA实验一全减器
实验一 1位二进制全减器设计一、实验目的1. 熟悉EDA 技术开发流程；2. 熟悉Quartes II 集成开发软件的使用；3. 学习用原理图输入法和文本输入法进行简单设计；4. 熟悉简单组合电路设计，掌握系统仿真，学会分析硬件测试结果；5. 初步熟悉EDA 实验装置的使用。
二、实验内容与要求1.完成全减器的设计：分别使用原理图输入法和文本输入法设计一位二进制全减器，用分层设计方法，顶层为全减器，底层由半减器（也用原理图输入法）和逻辑门组成；2.进行波形仿真，并分析仿真波形图；3.下载测试减法器是否正确。
三、设计思路／原理图由课本P79:1位二进制全加器的设计可以仿照出1位二进制全减器的设计。
实验框图如真值表画出卡诺图并化简可得： Ca=M N ；Re=(M N)+(M ·N)。
选择相应组合逻辑器件可以构成半减器和全减器。
四、 实验程序：按照实验要求：底层半减器用原理图输入法，顶层为全减器，可知只需写出全减器和或门程序如下：（1）全减器程序：library ieee; --1位二进制全减器顶层设计描述 use ieee.std_logic_1164.all; entity f_suber isport (min, nin, lin : in std_logic; --减数、被减数和低位来的借位 cary, sub : out std_logic); --进位和结果end entity f_suber;architecture fs1 of f_suber iscomponent h_suber--对要调用的元件h_suber的界面端口进行定义port ( m, n: in std_logic;ca, re: out std_logic);end component;component or2a --对要调用的元件or2a的界面端口进行定义port (a, b: in std_logic;c:out std_logic);end component;signal g, h, y: std_logic;begins1 : h_suber port map (m=>min, n=>nin, ca=>g, re=>h);--例化一个1位二进制半减器s2 : h_suber port map (m=>h, n=>lin, ca=>y, re=>sub);--例化一个1位二进制半减器s3 : or2a port map (a=>g, b=>y, c=>cary); --例化一个或门end architecture fs1;（2）或门程序：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;五、实验步骤1．用原理图输入法设计半减器(1)打开Quartus II软件，进入编辑环境。
组合逻辑电路习题解答
自我检测题1．组合逻辑电路任何时刻的输出信号，与该时刻的输入信号 有关 ，与以前的输入信号 无关 。
2．在组合逻辑电路中，当输入信号改变状态时，输出端可能出现瞬间干扰窄脉冲的现象称为 竞争冒险 。
3．8线—3线优先编码器74LS148的优先编码顺序是7I 、6I 、5I 、…、0I ，输出为2Y 1Y 0Y 。
输入输出均为低电平有效。
当输入7I 6I 5I …0I 为时，输出2Y 1Y 0Y 为 010 。
4．3线—8线译码器74HC138处于译码状态时，当输入A 2A 1A 0=001时，输出07Y ~Y = 。
5．实现将公共数据上的数字信号按要求分配到不同电路中去的电路叫 数据分配器 。
6．根据需要选择一路信号送到公共数据线上的电路叫 数据选择器 。
7．一位数值比较器，输入信号为两个要比较的一位二进制数，用A 、B 表示，输出信号为比较结果：Y (A ＞B ) 、Y (A ＝B )和Y (A ＜B )，则Y (A ＞B )的逻辑表达式为B A 。
8．能完成两个一位二进制数相加，并考虑到低位进位的器件称为 全加器 。
9．多位加法器采用超前进位的目的是简化电路结构 × 。
（√，× ） 10．组合逻辑电路中的冒险是由于 引起的。
A ．电路未达到最简 B ．电路有多个输出 C ．电路中的时延 D ．逻辑门类型不同11．用取样法消除两级与非门电路中可能出现的冒险，以下说法哪一种是正确并优先考虑的？A ．在输出级加正取样脉冲B ．在输入级加正取样脉冲C ．在输出级加负取样脉冲D ．在输入级加负取样脉冲 12．当二输入与非门输入为 变化时，输出可能有竞争冒险。
A ．01→10B ．00→10C ．10→11D ．11→01 13．译码器74HC138的使能端321E E E 取值为 时，处于允许译码状态。
A ．011 B ．100 C ．101 D ．010 14．数据分配器和 有着相同的基本电路结构形式。
一位全减器的设计
EDA技术实用教程
课题报告
课题名称：一位全减器的设计
院系：
专业：电子信息工程
组员：
设计流程:
一、一位半减器的设计
一位半减器程序如下; 其中x,y 是输入，diff 是输出差，s_out 是借位输出, sub_in 为借位输入。
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all; entity h_suber is
port (x,y : in std_logic; diff,s_out : out std_logic ); end h_suber;
architecture hdlarch of h_suber is begin process(x,y) begin
diff <= x xor y;s_out <= (not x) and y; end process; end hdlarch;
半减器逻辑表达式:
半减器真值表：
输入输出
x y diff s_sout
0000
0111
1010
1100半减器波形图如下：
半减器封装图：
二、一位全减器的设计
一位全减器设计结构图：sub_in为借位输入,clk是输入延迟信号用来消除仿真图中出现的毛刺现象
一位全减器逻辑表达式：
一位全减器真值表：
一位全减器波形图：
一位全减器封装图：。
一位二进制全减器真值表
其中,a为被减数,b为减数,borrow_in为低位向本位的借
位,difference为差,borrow_out为本位向高位的借位.亲，低位，本位，高位各是什么啊，我很业余哎，谢谢啦所谓全减器，就不能只管自己这一位（即本位），还要顾及左右两边的两位。
如果按照从左至右的方向表达一个数的话，那么位权比较高的在左边，位权比较低的在右边，我们就将本位左边的叫高位，本位右边的叫低位。
用十进制数来说明比较好懂，例如456-123，我们关心其中一位，就是中间的5-2这一位的减法，本位就是5-2这一位，低位就是6-3这一位，高位就是
4-1这一位。
一位全减器课程设计
一位全减器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解全减器的基本原理，掌握全减器的电路组成和功能。
2. 学生能运用所学知识，分析全减器的逻辑功能，解释全减器在实际电路中的应用。
3. 学生了解全减器与其他逻辑门的关系，能正确区分全减器与半减器的区别。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的全减器电路，并进行模拟验证。
2. 学生能通过实际操作，分析全减器电路的故障现象，并提出解决方案。
3. 学生具备一定的电路图识别能力，能读懂并绘制全减器电路图。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电路的兴趣，激发他们探索电子世界的热情。
2. 培养学生的团队协作精神，使他们学会在小组合作中共同解决问题。
3. 培养学生具备良好的学习习惯，树立严谨的科学态度，提高他们的自主学习能力。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对全减器有一定了解，但对实际应用和电路设计尚不熟练。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在掌握全减器知识的基础上，提高综合运用能力。
通过具体的学习成果，对学生的学习效果进行评估，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 全减器的基本原理：包括全减器的定义、作用及其在数字电路中的应用。
- 教材章节：第三章第三节《全减器与加法器》- 内容：全减器的工作原理、逻辑表达式、真值表。
2. 全减器的电路组成：分析全减器电路的各个部分，探讨其功能及相互关系。
- 教材章节：第三章第四节《全减器电路的设计》- 内容：全减器电路的组成部分，如输入端、输出端、借位端等。
3. 全减器与其他逻辑门的关系：介绍全减器与半减器、与非门等逻辑门的联系与区别。
- 教材章节：第三章第五节《各类逻辑门的特性与应用》- 内容：全减器与其他逻辑门的功能对比，应用场景。
一位全减器
= Ai( Bi⊕Ci-1)+BiCi-1 (Ai+ Ai)
= Ai( Bi⊕Ci)+BiCi-1
= Ai( Bi⊕Ci-1) BiCi-1
Si=Ai BiCi-1+Ai Bi Ci-1+ Ai Bi Ci-1+ AiBiCi-1
=Ai(BiCi-1+ Bi Ci-1)+ Ai(BiCi-1+ BiCi-1)
一位全减器
有三个输入量被减数Ai，减数Bi，低位向本位的借位Ci-1；有两个输出量本位差Si，
本位向高位的借位Ci
方法是由真值表列逻辑表达式画电路图值表如下
Ai
Bi
Ci-1
Si
Ci
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
由真值表列出逻辑表达式
Ci=Ai BiCi-1+ Ai BiCi-1+Ai BiCi-1+ AiBiCi-1
一位全减器的VHDL设计
一位全减器的VHDL设计理工学院03电信（2）班黄金凤0 一．实验目的1．熟悉Max+PlusII和GW48EDA开发系统的使用；2．掌握一位半减器的VHDL设计；3．掌握一位半减器构建一位全减器的方法；4．元件例化语句的使用。
二．实验原理表一. 半减器的真值表其次,一位全减器的逻辑表达式:表二.一位全减器的真值表根据上述的真值表了解半减器和全减器,并设计出VHDL的程序。
描述半减器的VHDL的程序如下:ENTITY halfsub ISPORT(A,B:IN BIT;T,C:OUT BIT);END halfsub;ARCHITECTURE halfsub_arc OF halfsub ISBEGINPROCESS(A,B)BEGINT<= A XOR B AFTER 10 ns;C <= (NOT A) AND B AFTER 10 ns;END PROCESS;END halfsub_arc;其波形图如下：描述或门的VHDL程序如下：ENTITY orgate ISPORT(A1,B1:IN BIT;O1:OUT BIT);END orgate;ARCHITECTURE orgate_arc OF orgate ISBEGINO1<= A1 OR B1;END orgate_arc;然后设计全减器, 以一些中间信号temp_T,temp_c1和temp_c2, 将两个半减器，一个或门的端口连接起来形成对全减器的结构描述。
图10-5(b)所示虚线框有各元件之间的连线命名。
下面是全减器的VHDL程序描述：ENTITY fullsub ISPORT(I1,I2,C_IN:IN BIT;FT,C_OUT:OUT BIT);END fullsub;ARCHITECTURE fullsub_arc OF fullsub ISSIGNAL temp_T,temp_c1,temp_c2:BIT;COMPONENT halfsubPORT(A,B:IN BIT; T,C:OUT BIT);END COMPONENT;COMPONENT orgatePORT(A1,B1:IN BIT; O1:OUT BIT);END COMPONENT;BEGINU0:halfsub PORT MAP(I1,I2,temp_T,temp_c1);U1:halfsub PORT MAP(temp_T,C_IN,FT,temp_c2);U2:orgate PORT MAP(temp_c1,temp_c2,C_OUT);END fullsub_arc;其波形图如下：三.实验步骤1．打开Max+PlusII软件，启动File/New菜单命令，选择Text Editor File，点击OK；2．在空白文件中输入如上的实验原理描述半减器的VHDL的程序，并保存。
用元件例化方法实现全减器
用元件例化方法实现全减器一、项目内容：用元件例化方法实现全减器。
二、设计思路：首先设计半减器，然后利用例化语句将半减器和或门元件连接起来，构成全减器的顶层设计文件。
最后经时序仿真验证设计的正确性。
三、流程图：图1设计流程图四、全减器模块图：图2设计流程图本图中diff表示输出差，s_out为借位输出，sub_in是借位输入五、设计主程序：（1）底层文件1：实现或门操作module or2a(a,b,c);input a,b;output c;wire c;assign c=a|b;endmodule（2）底层文件2：实现一位半减器module h_subber(x,y,diff,s_out);input x,y;output diff;reg diff;output reg s_out;wire[1:0] xyz;assign xyz={x,y};always@(xyz)begincase(xyz)2'b00:begin diff<=1'b0;s_out<=1'b0;end2'b01:begin diff<=1'b1;s_out<=1'b1;end2'b10:begin diff<=1'b1;s_out<=1'b0;end2'b11:begin diff<=1'b0;s_out<=1'b0;endendcaseendendmodule（3）顶层文件：实现一位全减器module f_subber(x,y,sub_in,diffr,sub_out);input x,y;input sub_in;output diffr;wire diffr;output sub_out;wire d,e,f;h_subber u1(.x(x),.y(y),.diff(d),.s_out(e));h_subber u2(.x(d),.y(sub_in),.diff(diffr),.s_out(f));or2a u3(.a(f),.b(e),.c(sub_out));endmodule六、波形图及正确性判断设计时序仿真选用Q uartusⅡ9.0实现（1）或门仿真波形及真值表：表1或门真值表图3底层文件1仿真波形（2）半减器波形仿真及真值表：表2半减器真值表图4底层文件2仿真波形（3）全减器波形仿真及真值表：表3一位全减器真值表图5顶层文件仿真波形七、遇到的问题及注意事项：由于本设计采用例化语句实现一位全减器，刚开始时我犯了一个错误，误把所有.v文件放在一个项目中导致无法实现三个时序仿真，后来将各个设计底层文件时单独建工程实现编译及时序仿真，确认无误后，在顶层文件进行全程编译时，再将或门和半减器这两个底层文件加入到顶层工程中去，最终时序仿真结果除存在些许延时现象，结果与真值表一致，从而完成设计。
全减器
VerilogHDL 数字设计与综合实验报告一位全减器1.实验目的：熟悉并练习Verilog语言的数据流级建模。
2.实验内容：一位全减器输出D（差），B（借位）逻辑表达式：D = x’y’z + x’yz’ + xy’z’ + xyz;B = x’y + x’z + yz3.实验结果：a．Verilog源代码：module min(D,B,z,x,y);output D,B;input x,y,z;assign D = ((~x)&&(~y)&&(~z))||((~x)&&y&&(~z))||(x&&(~y)&&(~z))||(x&&y&&z); assign B = ((~x)&&y)||((~x)&&z)||(y&&z);endmodulemodule stimulus;reg x,y,z;wire D,B;min m1(D,B,z,x,y);initialx = 1'b0;always#40 x = ~x;initialy = 1'b0;always#20 y = ~y;initialz = 1'b0;always#10 z = ~z;initial#1600 $finish;initial$monitor($time,"outD=%d,outB=%d",D,B);Endmoduleb仿真截图：4.实验结果分析及实验结论：全减器输出逻辑D和B的表达式并不复杂，照样敲就是了，激励模块用到了ALWAYS 语句，用次语句实现输入X,Y，Z值的多次翻转，从而完成所要求的各种逻辑情况。
实验一1位二进制全减器设计
实验一 1位二进制全减器设计实验一：1位二进制全减器设计一、实验目的本实验旨在通过硬件设计和编程，实现一个1位二进制全减器的设计。
通过本实验，希望学生能够深入理解二进制数的减法运算规则，掌握硬件电路的基本设计和调试方法，提高实践能力和编程技能。
二、实验原理二进制全减器是一种实现两个二进制数相减的逻辑电路。
在一个二进制全减器中，我们需要考虑两个输入位（被减数和减数）以及一个借位输入（来自低位的借位输出）。
根据这些输入，二进制全减器会生成一个输出位（差）和一个借位输出（向低位的借位）。
三、实验步骤1.确定设计方案：根据实验要求，选择合适的硬件设计和编程语言。
本实验中，我们采用Verilog语言进行编程，并使用FPGA（现场可编程门阵列）来实现硬件电路。
2.编写代码：根据二进制全减器的设计要求，编写Verilog代码。
代码应包括模块定义、输入输出端口声明、逻辑设计和时序控制等部分。
3.编译与仿真：将编写的Verilog代码进行编译，生成可被FPGA识别的二进制文件。
然后，使用仿真工具进行功能仿真，验证设计的正确性。
4.硬件调试：将生成的二进制文件下载到FPGA开发板上，进行硬件调试。
通过观察硬件电路的输出结果，验证全减器功能的正确性。
5.性能分析：对设计的全减器进行性能评估，包括运算速度、功耗、资源利用率等指标。
通过对比不同设计方案，分析优劣并提出改进意见。
四、实验结果与分析1.实验结果：通过本次实验，我们成功地设计并实现了一个1位二进制全减器。
在功能仿真和硬件调试中，均验证了该全减器的正确性。
2.结果分析：在设计过程中，我们充分考虑了电路的简洁性和高效性。
在满足设计要求的前提下，尽量减少了逻辑门的数量和复杂度。
这使得我们的全减器在资源利用率、运算速度和功耗等方面均表现出较好的性能。
五、结论与展望通过本次实验，我们成功地设计并实现了一个1位二进制全减器。
该全减器在功能仿真和硬件调试中均表现出良好的性能。
一位全减器word版本
实验一 1位二进制全减器设计一、实验目的1．熟悉Quartes II集成开发软件的使用；2．初步熟悉PH-1V型实验装置的使用；3 . 学习用原理图输入法和文本输入法进行简单的数字电路设计，掌握系统仿真，学会分析硬件测试结果。
二、实验内容与要求1．采用原理图输入法和文本输入法分别实现，分层设计，底层由半减器（也用原理图输入法）和逻辑门组成；2．建立波形文件，并进行系统仿真，用软件验证设计结果；3. 在仿真正确的情况下，对1位二进制半加/减器分别下载到实验箱中做硬件测试三、实验原理及设计思路根据一位二进制全减器的工作原理，可得其真值表为（如下：cin表示低位向本位借位。
cout 表示本位向高位借位)ain bin cin cout sum0 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1由EDA教程中全加器的顶层设计描述及半加器调用可类比到全减器的设计，可由先对半减器进行描述，然后进行两次调用。
半减器的工作时的逻辑表达式为：so=a XOR b ；co=(NOT a)AND b四、实验程序（程序来源：EDA技术实验教程）LIBRARY IEEE ; ——或门逻辑描述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;LIBRARY IEEE; ——半减器描述USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY h_suber ISPORT (a, b : IN STD_LOGIC;co, so : OUT STD_LOGIC);END ENTITY h_suber;ARCHITECTURE fh1 OF h_suber isBEGINso <= a xor b ;co <= (not a )AND b ;END ARCHITECTURE fh1;LIBRARY IEEE; ——1位二进制全减器顶层设计描述USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY f_suber ISPORT (ain,bin,cin : IN STD_LOGIC;cout,sum : OUT STD_LOGIC );END ENTITY f_suber;ARCHITECTURE fd1 OF f_suber ISCOMPONENT h_suber ——调用半减器声明语句PORT ( a,b : IN STD_LOGIC;co,so : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ;COMPONENT or2a ——调用或门声明语句PORT (a,b : IN STD_LOGIC;c : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL d,e,f : STD_LOGIC; ——定义3个信号作为内部的连接线BEGINu1 : h_suber PORT MAP(a=>ain,b=>bin,co=>d,so=>e); ——例化语句u2 : h_suber PORT MAP(a=>e, b=>cin,co=>f,so=>sum);u3 : or2a PORT MAP(a=>d, b=>f,c=>cout);END ARCHITECTURE fd1 ;五、实验步骤：1.打开Quartes II软件，建立工程文件，注意工程名要与实体名一致：2、打开QuartusII,选择菜单File->New->VHDL.File,建立vhdl文件，将以上程序输入并进行编译；3、建立波形文件，并进行系统仿真，注意设置仿真结束时间以及添加结点；4、输入信号波形Tools->Options->Waveform Editor，进行功能仿真Tools->Simulator Tools，在Simulator Mode选择Functional，仿真表生成后点击Start开始仿真，完成后点击Report结果如下图所示；5、引脚锁定,及设置流程对各管脚进行分配，将ain分配给53，bin分配给54，cin分配给55。
全减器真值表逻辑表达式
全减器真值表逻辑表达式
全减器是一种逻辑电路，其真值表和逻辑表达式用于描述其输入与输出之间的逻辑关系。
全减器的真值表中，函数值等于1的变量组合被选出；对于每一个组合，取值为1的变量写成原变量，取值为0的变量写成反变量，各变量相乘后得到一个乘积项；最后，把各个组合对应的乘积项相加，就得到了相应的逻辑表达式。
以一位全减器为例，其逻辑表达式为：
Difference = A ⊕ B ⊕ Borrow
Borrow = ¬A ∧ B ∨(¬A ∨¬B) ∧ Borrow
其中，⊕表示异或运算，¬表示非运算。
根据异或运算的原理，当A和B相同时，异或的结果为0，否则为1。
因此，A ⊕ B表示相减的结果，Borrow表示进位或借位。
Borrow的逻辑表达式中涉及了多个逻辑运算，包括与运算、或运算和非运算。
这是因为借数的情况需要进一步判断，如果A=0且B=1，那么需要借位；如果A=1且B=0，不需要借位；如果A=0且B=0，需要进位。