实验四四位二进制全加器

合集下载

实验四四位二进制全加器

实验序号实验题目四位二进制全加器实验时间实验室1．实验元件（元件型号；引脚结构；逻辑功能；引脚名称）1.SAC-DS4数字逻辑电路实验箱 1个2.万用表 1块3.74LS283 四位二进制全加器1片74LS283 四位二进制全加器引脚结构及逻辑功能2．实验目的1、掌握中规模集成电路四位全加器的工作原理及其逻辑功能。

2、学习全加器的应用。

3．实验电路原理图及接线方法描述：（1）74LS283四位全加器实验电路图（2）用74LS283四位全加器实现BCD码到余3码的转换实验电路图4．实验中各种信号的选取及控制（电源为哪些电路供电；输入信号的分布位置；输出信号的指示类型；总结完成实验条件）（1）用开关按表下图设置输入A1-A4、B1-B4、C0的状态，借助指示灯观测输出F1-F4、C4的状态。

（2）将每个BCD码加上0011，即可得到相应的余3码。

故应按下图接线。

5．逻辑验证与真值表填写（1）74LS283四位全加器真值表输入输出A4 A3 A2 A1B4 B3 B2 B1C0F4 F3 F2 F1C40 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 00 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 01 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 11 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 11 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 11 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 11 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1（2）用74LS283四位全加器实现BCD码到余3码的转换真值表输入BCD码输出余3码B4 B3 B2 B1 F4 F3 F2 F10 0 0 0 0 0 1 10 0 0 1 0 1 0 00 0 1 0 0 1 0 10 0 1 1 0 1 1 00 1 0 0 0 1 1 10 1 0 1 1 0 0 00 1 1 0 1 0 0 10 1 1 1 1 0 1 01 0 0 0 1 0 1 11 0 0 1 1 1 0 06．实验总结（安全事注意项，操作要点，实验结果分析）注意事项：1、连接线路时要关闭电源，检查电路连接无误后方可打开电源。

四位二进制加法器的设计[1]

长安大学电子技术课程设计四位二进制加法器专业班级姓名指导教师日期四位二进制加法器一、技术要求（1）四位二进制加数与被加数输入（2）二位数码管显示二、摘要理论上，由二进制数算法的运算可知，加、减、乘、除运算都可分解成加法进行运算，而实际上，为了减少硬件复杂性，这些运算基本上也是通过加法来实现的。

此次设计的是简单的四位二进制加法器。

设计中通过不断改变脉冲信号，来控制数码管的显示。

本次设计选择一个超前进位的4位全加器74LS283。

译码器选择五输入八输出的译码器，用二位数码管显示，采用七段显示译码器。

本次设计采用的是共阴极数码管，所以选择74ls48译码器三、总体设计方案论证与选择设计四位二进制加法器，可以选择串行二进制并行加法器，但为了提高加法器的运算速度，所以应尽量减少或除去由于进位信号逐级传递所花费的时间，使各位的进位直接由加数和被加数来决定，而无须依赖低位进位，因而我们选择超前进位的4位全加器74LS283。

设一个n位的加法器的第i位输入为a i、b i、c i，输出s i和c i+1，其中c i是低位来的进位，c i+1（i=n-1，n-2，…，1，0）是向高位的进位，c0是整个加法器的进位输入，而c n是整个加法器的进位输出。

则和s i=a i + b i + c i+a i b i c i (1)进位c i＋1=a i b i+a i c i+b i c i (2)令g i=a i b i，(3)p i=a i+b i, (4)则c i＋1= g i+p i c i (5)只要a i b i=1，就会产生向i+1位的进位，称g为进位产生函数；同样，只要a i+b i=1，就会把c i传递到i+1位，所以称p为进位传递函数。

把(5)式展开，得到c i+1= g i+ p i g i-1+p i p i-1g i-2+…+ p i p i-1…p1g0+ p i p i-1…p0c0 (6)随着位数的增加(6)式会加长，但总保持三个逻辑级的深度，因此形成进位的延迟是与位数无关的常数。

74LS283_四位二进制超前进位全加器

C0 进位逻辑
C1 进位逻辑
0
C-1
FA0
C0
FA1
C1
FA2
C2
FA3
C3
S0
S1
S2
S3
• 进位输入是由专门的“进位逻辑门”来提供 • 该门综合所有低位的加数、被加数及最低位进位输入超前进位加法器使每位的进位直接由加数和被加数产生，而无需等待低位的进位信号
Si Ai Bi Ci 1 Ci Ai Bi AiCi 1 BiCi 1
S3= K3⊕C2 = A3 ⊕ B3 ⊕ C2
进位信号的产生
Si= Ki ⊕Ci-1
Ci= Gi＋Pi Ci-1
C0= G0+P0 C-1 C1= G1+P1 C0= G1+P1 G0+ P1P0 C-1 C2= G2+P2 C1= G2+P2 G1+ P2 P1 G0+ P2 P1 P0C-1 C3= G3+P3 C2= G3+P3 G2+ P3 P2 G1+ P3P2 P1G0 + P3P2 P1 P0C-1
因为进位信号只与变量Gi、Pi和 C-1有关，而C-1是向最低位的进位信号，其值为0，即各位的进位信号都只与两个加数A和B有关，所以它们是可以并行产生的。
74LS283逻辑图
1
& & &
≥1
CO (C3)
Si= Ki ⊕Ci-1 Ci= Gi＋Pi Ci-1 Gi= AiBi Pi= Ai＋Bi Ki= GiPi = Ai ⊕Bi
74LS283
• 功能：四位二进制超前进位全加器。 • 全加和半加： 1. 若不考虑有来自低位的进位将两个 1位二进制数相加，称为半加。 2. 将两个多位二进制数相加时，除了最低位以外，每一位都应考虑来自低位的进位，即将两个对应的加数和来自低位的进位3个数相加，这种运算称为全加。

4位二进制加法器实验报告

4 位二进制加法器实验报告一、实验名称：4 位二进制加法器设计实验二、实验目的：1.进一步熟悉QuartusII 软件使用方法。

2.进一步掌握的VerilogHDL 语言描述和原理图描述的方法。

3.进一步掌握4 位二进制加法器的设计方法。

三、设计思想：用串行进位方式构成的 4 位二进制加法器如图：4 位串行进位二进制加法器是以一位二进制全加器为基础，如图，将四个一位二进制全加器串接构成一个4 位二进制加法器。

4 位二进制加法器可对两个4 位二进制数进行加法运算，同时产生进位。

当两个二进制数相加时，较高高位相加时必须加入较低位的进位项（Ci），以得到输出为和（S）和进位（C0）。

可以采用原理图的描述方法和VerilogHDL 语言描述方法。

四、实验内容：1.通过VerilogHDL 语言描述4 位二进制加法器的功能。

2.通过原理图方式描述4 位二进制加法器的功能。

3.通过波形仿真验证描述4 位二进制加法器的功能。

五、实验流程：1.采用VerilogHDL 语言描述实现4 位二进制加法器：(1).首先用VerilogHDL 语言编写二进制半加器：module halfadd(s,c,a,b);input a,b;output s,c;xor(s,a,b);and(c,a,b);endmodule按周期输入波形(2).再编写一位二进制全加器：module fulladd (s,co,a,b,cl); inputa,b,cl;output s,co;wire s1,d1,d2;halfadd ha1 (s1,d1,a,b); halfadd ha2 (s,d2,s1,cl);or g1(co,d2,d1);Endmodule按周期输入波形(2).之后编写4 位二进制加法器：module bitadd (s,c3,a,b,t1);input [3:0]a,b;input t1;output [3:0]s;output c3;wire c0,c1,c2;fulladd fa0(s[0],c0,a[0],b[0],t1);fulladd fa1(s[1],c1,a[1],b[1],c0);fulladd fa2(s[2],c2,a[2],b[2],c1);fulladd fa3(s[3],c3,a[3],b[3],c2);endmodule2.按照4 位二进制加法器的工作原理可以绘制成如下原理图：3.功能仿真波形及说明：(1).按周期输入波形：由此波形图可以分析：例如0001+0001=0010、0100+0100=1000、0110+0110=1100…对于所有的两个四位二进制相加，结果正确。

四位加法器实验报告

四位加法器实验报告四位加法器实验报告一、引言在数字电路的学习中，加法器是一个非常重要的基础电路。

本次实验旨在通过设计和实现四位加法器，加深对数字电路原理的理解，并掌握加法器的设计方法和实现过程。

二、实验目的1. 理解加法器的原理和工作方式；2. 掌握加法器的设计方法和实现过程；3. 学会使用逻辑门电路和触发器构建加法器；4. 验证加法器的正确性和稳定性。

三、实验原理1. 半加器半加器是最基本的加法器，用于实现两个一位二进制数的相加。

其逻辑电路如下：（插入半加器电路图）2. 全加器全加器是由两个半加器和一个或门构成，用于实现三个一位二进制数的相加。

其逻辑电路如下：（插入全加器电路图）3. 四位加法器四位加法器是由四个全加器和一些其他逻辑门组成，用于实现四个四位二进制数的相加。

其逻辑电路如下：（插入四位加法器电路图）四、实验步骤1. 按照电路图连接逻辑门和触发器，搭建四位加法器电路；2. 使用开关设置输入数据，观察输出结果；3. 验证加法器的正确性，将不同的输入数据相加，并手动计算结果进行对比；4. 测试加法器的稳定性，观察输出结果是否随着时间稳定。

五、实验结果与分析通过实验，我们成功搭建了四位加法器电路，并进行了多组数据的测试。

实验结果表明，加法器能够正确地进行四个四位二进制数的相加，并输出正确的结果。

同时，实验中观察到输出结果在一段时间后稳定下来，验证了加法器的稳定性。

六、实验总结本次实验通过设计和实现四位加法器，加深了对数字电路原理的理解，并掌握了加法器的设计方法和实现过程。

通过实验验证了加法器的正确性和稳定性，提高了实际操作能力和解决问题的能力。

同时，实验中还发现了一些问题，比如电路连接错误、输入数据设置错误等，这些问题在实验中及时发现和解决，也对实验结果的准确性起到了保障作用。

在今后的学习中，我们将进一步深入研究数字电路的原理和应用，不断提高自己的实验技能和创新能力。

希望通过这次实验，能够为我们的学习和未来的工作打下坚实的基础。

数字电子技术项目4 4位二进制数加法数码显示

＜B=1。
YAB AB
A1 =B=1＆；A＜B时，Y AY B
≥1
YAB
＆
A
B
1
YAB
YAB AB
可写出逻辑函数表达式
YAB AB AB AB AB
2．多位数值比较器
如两个多位二进制数进行比较时，则需从高位到低位逐位进行比较。只有在高位相应的二进制数相等时，才能进行低位数的比较。当比较到某一位二进制数不等时，其比较结果便为两个多位二进制数的比较结果。
逻辑电平开关，输出端接LED电平指示，灯亮为1，灯灭为0。 3）验证功能输入端按真值表输入不同数值，观察输出端接 LED电平指示，
4.4 项目实施
1．4位二进制数加法数码显示电路
+5V
S1
S2
5
A1
VCC
S3
3
A2
S4
14
A3
S1
4
S5
12
A4
S2
1
S6
6
B1
S3
13
S7
2
B2
S4
S
2. 全加器
将两个多位二进制数相加时，除了将两个同位数相加外，还应加上来自相邻低位的进位，实现这种运算的电路称为全加器。
全加器具有三个输入端，A、B为被加数和加数， Ci-1是来自低位的进位输入，两个输出端，Ci是向高位的进位输出，Si是本位和输出。
写出输出逻辑表达式

Ci-1
=1
Si
Si Ai Bi Ci1
Ai
Bi
Ci Ai Bi Ci1 ( Ai Bi )
=1 ＆
Ai

4位二进制全加器设计

任务一4位全加器设计一、实验目的1、掌握运用Quartus II原理图编辑器进行层次电路系统设计的方法。

2、进一步熟悉利用Quartus II进行电路系统设计的一般流程。

3、掌握4位全加器原理图输入设计的基本方法及过程。

二、实验原理（1）设计一位半加器真值表：(2)设计一位全加器真值表：SOn=n n n−1;COn=(A n⨁B n)C n−1+A n B n;(2)设计多位全加器由一位全加器组合成多位全加器。

依次将低位全加器的进位输出端接到高位全加器的进位输入端，由四个一位全加器构成四位全加器。

三、实验过程1、一位半加器的设计（1）电路图①执行“Files”─>“New”─>“Block Diagram/Sch matic”─>“OK”②在编辑窗口输入“与非”门电路原理图，保存电路为“01.bdf”，如图：（2）仿真波形①执行“Files”─>“New”─>“Vector Waveform File”─>“OK”②在波形编辑窗口双击左键，执行“Insert Node or Bus”─> “New Finder”─> “List”─>“》”─>“OK”。

③保存文件为“01.vwf”。

④执行菜单“Processing”─> “Start Simulation”，如图：（3）仿真波形分析：（4）封装之后的图：设“01.bdf”为顶层文件，执行“Files”─>“Create、Update”─> “Create Symbol Files forCurrent Files”，保存。

如图：2、一位全加器（1）电路图①执行“Files”─>“New”─>“Block Diagram/Sch matic”─>“OK”②在编辑窗口输入“与非”门电路原理图，保存电路为“02.bdf”，如图：（2）仿真波形①设“02.bdf”为顶层文件。

4位二进制加法器

长安大学电工与电子技术课程设计题目：4位二进制加法器原文来自：/view/3c8d9e26192e45361066f5aa.html对该文本内容略作修正学院专业班级学号姓名日期指导老师前言十九世纪末、二十世纪初，电子技术开始逐渐发展起来，并成为一项新兴技术。

它在二十世纪发展最为迅猛，应用最为广泛，并且成为了近代科学技术发展的一个重要标志。

与信息相关的计算机、微电子及通讯技术已经成为推动社会进步和国家发展的关键技术，而微电子技术又是信息技术的基础，因此，集成电路产业已经成为整个电子信息产业的命脉。

加法器作为各类集成电路模块的核心部件，其重要性不可忽略。

加法运算是最基本的运算，所有的其他基本算术运算，如减法、乘法、除法运算等最终都能归结为加法运算。

在算术逻辑单元完成的操作中，逻辑操作是按位进行，各位之间彼此无关，不存在进位问题，这使得逻辑运算速度很快，且是一个常数，不需要进行过多的优化工作。

但对于算数操作来说，因为存在进位问题，使得某一位计算结果的得出和所有低于它的位相关。

因此，为了减少进位传输所耗的时间，人们设计了多种类型的加法器，于是便有了我们在本课题中所要用到的超前进位加法器——74LS283。

三人分工: 加法器部分:1译码器部分:2数码管部分:3（ps：答辩部分老师说：你就一个数码管？然后老师什么也不问，直接给了个及格。

）目录一、技术要求 (4)二、摘要 (4)三、总体设计方案的论证及选择 (4)1、加法器的选取 (4)2、译码器的选取 (4)3、数码管的选取 (5)四.设计方案的原理框图 (5)五.单元电路设计，主要元器件选择与电路参数计算 (6)1、逻辑开关 (6)2、加法器设计 (6)3、译码器设计 (7)4、数码管设计 (10)六、总图 (11)七、参考文献 (12)八、附件（元器件清单） (12)九、心得体会 (13)十、评语表 (14)一.技术要求1.四位二进制加数与被加数输入2.二位数码管显示二.摘要该设计主要包括两个部分：一是用加法器实现四位二进制加数与被加数的输入，二是将相加产生的二进制和数用二位数码管显示，在此设计中加法器是重点，数码显示是难点。

4位二进制数加法器实验

《电子线路设计、实验、测试》实验报告实验名称：4位二进制数加法器实验院系：电子信息与通信学院专业班级：电信1401班姓名：XXX学号：xxxxxx时间：地点：南一楼指导教师：2016 年 4 月 13 日4位二进制加法器实验一.实验目的1.熟悉ISE软件的使用2.熟悉并初步掌握Verilog HDL描述电路的方法3.掌握用仿真波形验证电路功能的方法4.熟悉使用ISE软件创建文件并下载到basys2开发板上的过程二.实验内容用ISE软件对4位二进制全加器实验进行仿真，采用4位二进制数加法器的数据流描述方式，由于被加数A和加数B都是4位的，而低位的进位Cin为1位，所以运算的结果可能为5位，用{Cout，Sum}拼接起来表示。

然后对其进行仿真，最后创建约束文件，生成bit文件下载到basys2开发板上，对开发板进行操作。

三.实验原理除本位两个数相加外，还要加上从低位来的进位数，称为全加器。

图1为全加器的方框图。

图2全加器原理图。

被加数Ai、加数Bi从低位向本位进位Ci-1作为电路的输入，全加和Si与向高位的进位Ci作为电路的输出。

能实现全加运算功能的电路称为全加电路。

全加器的逻辑功能真值表如表1中所列。

表1 全加器逻辑功能真值表图1 全加器方框图图2 全加器原理图四位全加器四位全加器如图3所示，四位全加器是由半加器和一位全加器组建而成：图3四位全加器原理图四、实验步骤与要求1.创建一个子目录，并新建一个工程项目。

2.创建一个Verilog HDL文件，并将文件添加到工程项目中并编译整个项目，查看该电路所占用的逻辑单元(Logic Elements,LE)的数量。

3.对设计项目进行时序仿真，记录仿真波形图。

4.根据FPGA开发板使用说明书，对设计文件中的输入、输出信号分配引脚。

即使用开发板上的拨动开关代表电路的输入，用发光二极管(LED)代表电路的输出。

5.重新编译电路，并下载到FPGA器件中。

改变拨动开关的位置，并观察LED灯的亮、灭状态，测试电路的功能。

4位全加器实验报告

4位全加器实验报告篇一：四位全加器实验报告实验一：四位全加器实验报告实验日期：学生姓名：陆小辉（学号：25）指导老师：黄秋萍加法器是数字系统中的基本逻辑器件，是构成算数运算电路的基本单元。

1位加法器有全加器和半加器两种。

多位加法器构成方式有并行进位方式和串行进位方式。

并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度较快；串行进位加法器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进位加法器占用更多的资源，随着位数的增多，相同位数的并行进位加法器比串行进位加法器的资源占用差距快速增大。

因此，在工程中使用加法器时，要在速度与容量之间寻求平衡。

一、设计要求：设计四位全加器，完成相应的功能。

可采用并行进位方式和串行进位方式，可采用三种常用建模方式中的任意一种。

三、测试代码如(转载自：小草范文网:4位全加器实验报告)下： module text_fulladd4; 二、设计代码如下：（此处采用数据流建模）wire [3:0]sum; module fulladd4(sum,cout,a,b,cin); wire cout; output [3:0]sum; reg [3:0]a,b; output cout; reg cin; input [3:0]a,b; fulladd4 f1(sum,cout,a,b,cin);input cin; initial assign {cout,sum}=a+b+cin; begin endmodule a=4'b0; b=4'b0; cin=1'b0; #210 $stop; end always #10 a=a+1; always #5 b=b+1; always #100 cin=cin+1;endmodule 四、仿真波形如下：续图篇二：4位全加器实验报告数电第一次实验通信1402 程杰 UXX13468【实验目的】采用ISE集成开发环境，利用verilog硬件描述语言中行为描述模式、结构描述模式或数据流描述模式设计四进制全加器。

四位加法器的电路图

武汉大学教学实验报告
信息管理学院信息管理与信息系统专业2015年9月14 日
一、半加器
两个一位二进制数相加，叫做半加，实现半加操作的电路，称为半加器。

所谓“半加”，就是只考虑两个加数本身的求和，而没有考虑地位来的进位数。

半加器逻辑图及符号
二、全加器
全加器可用两个半加器和一个或门组成，如图所示。

A i和B i在第一个半加器中相加，得出的和再跟C i-1在第二个半加器中相加，即得出全加和S i。

两个半加器的进位数通过或门输出作为本位的进位数C i。

全加器逻辑图及符号
三、74238
74283为4位超前进位加法器，不同于普通串行进位加法器由低到高逐级进位，超前进位加法器所有位数的进位大多数情况下同时产生，运算速度快，电路结构复杂。

四位超前进位加法器真值表：
进而可得各位进位信号的逻辑表达如下：（来自参考资料）
电路图如下（来自参考资料）
四、四位二进制串行进位加法器逻辑图
五、四位二进制串行进位加法器电路图如下。

4位二进制全加器的设计

4位二进制全加器的设计摘要加法器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。

若加数、被加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出则为全加器。

常用作计算机算术逻辑部件，执行逻辑操作、移位与指令调用。

在电子学中，加法器是一种数位电路，其可进行数字的加法计算。

在现代的电脑中，加法器存在于算术逻辑单元（ALU）之中。

加法器可以用来表示各种数值，如：BCD、加三码，主要的加法器是以二进制作运算。

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并行进位产生逻辑，运行速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。

通常，并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。

我们采用4位二进制并行加法器作为折中选择，所选加法器为4位二进制先行进位的74LS283，它从C0到C4输出的传输延迟很短，只用了几级逻辑来形成和及进位输出，由其构成4位二进制全加器，并用Verilog HDL进行仿真。

关键字全加器，四位二进制，迭代电路，并行进位，74LS283，Verilog HDL仿真总电路设计一、硬件电路的设计该4位二进制全加器以74LS283（图1）为核心，采用先行进位方式，极大地提高了电路运行速度，下面是对4位全加器电路设计的具体分析。

图11）全加器（full-adder ）全加器是一种由被加数、加数和来自低位的进位数三者相加的运算器。

基本功能是实现二进制加法。

输入输出输入输出CI B A S ⊕⊕==AB'CI'+A'BCI'+A'B'CI+ABCI()AB CI B A CO ++=其中，如果输入有奇数个1，则S 为1；如果输入有2个或2个以上的1，则CO=1。

实现全加器等式的门级电路图如图2所示，逻辑符号如图3所示.图2 图32）四位二级制加法器 a) 串行进位加法器四位二进制加法器为4个全加器的级联，每个处理一位。

4位2进制全加器仿真电路

4位2进制全加器仿真电路4位2进制全加器仿真电路是一种常见且重要的电路设计，它能够将两个4位的二进制数相加，并输出其和与进位。

本文将介绍4位2进制全加器仿真电路的原理、设计过程以及仿真结果。

1. 原理介绍4位2进制全加器由4个单独的全加器组成，每个全加器负责相应的位相加运算，并输出该位上的和与进位。

全加器的输入包括两个待相加的二进制位和上一位的进位，输出则包括该位上的和与进位。

4位2进制全加器的输入为两个4位的二进制数和上一位的进位，输出为一个5位的二进制数，其中低4位为相加结果，高1位为最高位的进位。

2. 设计过程我们需要设计一个单独的全加器电路。

全加器由两个半加器和一个或门组成。

半加器用于计算两个二进制位的和，而或门用于计算进位。

然后，将4个全加器按照位对齐的方式连接起来，形成4位2进制全加器。

具体连接方式如下：- 将待相加的两个4位二进制数的最低位与上一位的进位分别连接到第一个全加器的输入端。

- 将待相加的两个4位二进制数的其他位分别连接到相应位置的全加器的输入端。

- 将第一个全加器的进位输出与第二个全加器的进位输入相连，以此类推，直到第三个全加器的进位输出与第四个全加器的进位输入相连。

- 将四个全加器的和输出连接起来，形成4位二进制数的和。

- 将最后一个全加器的进位输出作为最高位的进位输出。

3. 仿真结果为了验证4位2进制全加器的正确性，我们可以使用电路仿真软件进行仿真。

通过输入不同的待相加的二进制数和进位，观察输出结果是否符合预期。

在进行仿真时，我们可以将待相加的二进制数和进位表示为输入向量，将输出结果表示为输出向量。

然后，将输入向量依次输入到电路中，观察输出向量是否与预期结果一致。

通过仿真结果，我们可以验证4位2进制全加器的正确性，并对其性能进行评估。

如果仿真过程中存在错误或不符合预期的情况，我们可以对电路进行调整或优化，以提高其性能和可靠性。

总结：本文介绍了4位2进制全加器的原理、设计过程以及仿真结果。

4位二进制加法器解析

《电工与电子技术基础》课程设计报告题目四位二进制加法计数器学院（部）汽车学院专业汽车运用工程班级22020903学生姓名郭金宝学号220209031006 月12 日至06 月22 日共 1.5 周指导教师（签字）评语评审人:四位二进制加法器一.技术要求1.四位二进制加数与被加数输入2.二位显示二.摘要本设计通过逻辑开关将A3,A2,A1,A0和B3,B2,B1,B0信号作为加数和被加数输入到超前进位加法器74LS283中进行四位二进制相加，将输出信号S4,S3,S2,S1和向高位的进位C1输入一个译码器译码。

再将输出信号X4,X3,X2,X1和Y4,Y3,Y2,Y1分别输入一个74LS247型的七段显示译码器译码，最后分别接一个BS204数码管进行二位显示。

关键字：74LS283 74LS247 BS204三.总体设计方案的论证及选择1.加法器的选取加法器有两种，分别是串行进位加法器和超前进位加法器。

串行进位加法器由全加器级联构成，高位的运算必须等到低位加法完成送来进位时才能进行。

它虽然电路简单，但运算速度较慢，而且位数越多，速度就越慢。

T692型集成全加器就是这种四位串行加法器。

超前进位加法器由逻辑电路根据输入信号同时形成各位向高位的进位。

使各位的进位直接由加数和被加数来决定，而不需依赖低位进位，这就省去了进位信号逐级传送所用的时间，所以这种加法器能够快速进位。

因为它的这个优点我们选取超前进位加法器。

超前进位加法器的型号有多种，由于我们是非电专业，对电子器件的选取要求不高，为使设计简单所以选74LS283型加法器。

2.译码器的选取译码器的功能是将二进制代码（输入）按其编码时的原意翻译成对应的信号或十进制数码(输出)。

译码器是组合逻辑电路的一个重要器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。

译码器的种类很多，但它们的工作原理和分析设计方法大同小异，其中二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器是三种最典型，使用十分广泛的译码电路。

四位二进制加法计数器

四位二进制加法计数器一实验目的1．熟悉ＱuartusII的ＶＨＤＬ文本设计流程全过程，学习计数器的设计与仿真2．掌握简单逻辑电路的设计方法与功能仿真技巧。

3．学习使用V AHDL语言进行含异步清零和同步加载与时钟使能的计数器的设计二实验仪器设备1．PC机，1台2．ＱuartusII系统三实验原理含计数使能、异步复位4位加法计数器，其中有锁存器、rst是异步清零信号，低电平有效；clk是锁存信号、当ena为1时使能锁存器。

四实验内容用VHDL语言设计一个含异步清零和同步加载与时钟使能的计数器，并进行编辑，编译与仿真。

要求(1)设计含有异步清零CLR和时钟使能端ENA。

(2)用D触发器设计带有上述功能的十进制的加法计数器。

五实验程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY CNT10 ISPORT(CLK,RST,EN : IN STD_LOGIC;CQ : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);COUT : 0UT STD_LOGIC);END ENTITY CNT10;ARCHITECTURE behav OF CNT10 ISBEGINPROCESS (CLK,RST,EN)V ARIABLE CQI : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINIF RST=‘1’THEN CQI:=(OTHERS =>‘0’);ELSIF CLK’EVENT AND CLK=‘1’THENIF EN=‘1’THENIF CQI<9 THEN CQI:=CQI+1;ELSE CQI := (OTHERS => ‘0’);END IF;END IF;END IF;IF CQI=9 THEN COUT<=‘1’;ELSE COUT<=‘0’;END IF;CQ<=CQI;END PROCESS;END ARCHITECTURE behav;六. 实验仿真图形试验总结和分析通过试验，让我更加深刻了解并掌握了如何使用Quartus 2的使用，工程的建立，文件的保存，特别是如何观察时序仿真图和电路图。

4位二进制全加器的设计

4位二进制全加器的设计摘要加法器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。

若加数、被加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出则为全加器。

常用作计算机算术逻辑部件，执行逻辑操作、移位与指令调用。

在电子学中，加法器是一种数位电路，其可进行数字的加法计算。

在现代的电脑中，加法器存在于算术逻辑单元（ALU）之中。

加法器可以用来表示各种数值，如：BCD、加三码，主要的加法器是以二进制作运算。

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并行进位产生逻辑，运行速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。

通常，并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。

我们采用4位二进制并行加法器作为折中选择，所选加法器为4位二进制先行进位的74LS283，它从C0到C4输出的传输延迟很短，只用了几级逻辑来形成和及进位输出，由其构成4位二进制全加器，并用proteus进行仿真。

关键字全加器，四位二进制，迭代电路，并行进位，74LS283，proteus仿真总电路设计一、硬件电路的设计该4位二进制全加器以74LS283（图1）为核心，采用先行进位方式，极大地提高了电路运行速度，下面是对4位全加器电路设计的具体分析。

图11）全加器（full-adder ）全加器是一种由被加数、加数和来自低位的进位数三者相加的运算器。

基本功能是实现二进制加法。

全加器的功能表输入输出输入输出逻辑表达式：CIB A S ⊕⊕==AB'CI'+A'BCI'+A'B'CI+ABCI()AB CI B A CO ++=其中，如果输入有奇数个1，则S 为1；如果输入有2个或2个以上的1，则CO=1。

实现全加器等式的门级电路图如图2所示，逻辑符号如图3所示.图2图32）四位二级制加法器 a) 串行进位加法器四位二进制加法器为4个全加器的级联，每个处理一位。

EDA实验报告——四位二进制加法器的设计

(2)部分真值表: (2)部分真值表: 部分真值表
四位加法器部分真值表(括号内的是十六进制) :
输入 C4 A43 A42 A41 A40 B43 0 1111(F) 1 0000(0) 0 0010(2) 1 0100(4) 0 0110(6) 1 1000(8) 0 1010(A) 1 1100(C) 输出 B42 B41 B40 S43 S42 S41 S40 CO4 1111(F) 1110(E) 1 0000(0) 0001(1) 0 0010(2) 0010(4) 0 0100(4) 1001(9) 0 0110(6) 1100(C) 0 1000(8) 0001(1) 1 1010(A) 0010(4) 1 1100(C) 1001(9) 1
1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1
3
�
(附页) 附页)
设计一个四位二进制加法器
(1)实验程序: (1)实验程序: 实验程序
LIBRARY ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity siweijiafaqi is port( C4: in std_logic; A4: in std_logic_vector(3 downto 0); B4: in std_logic_vector(3 downto 0); S4: out std_logic_vector(3 downto 0); CO4:out std_logic); end entity siweijiafaqi; architecture art of siweijiafaqi is signal S5 :std_logic_vector(4 downto 0); signal A5,B5:std_logic_vector(4 downto 0); begin A5<='0' & A4; B5<='0' & B4; S5<=A5+B5+C4; S4<=S5(3 downto 0); CO4<=S5(4); end archi3)实验仿真结果: (3)实验仿真结果: 实验仿真结果

实验四 四位二进制全加器