8位串行二进制全加器

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8位串行全加器设计

8位串行全加器设计

8位串行全加器设计一.实验目的1.掌握ISE开发工具的使用,掌握FPGA开发的基本步骤;2.掌握8位串行全加器电路设计的一般办法;3.掌握程序下载的办法;4.初步了解开发板资源,掌握开发板的使用方法,重点掌握按键,开关,LCD,LED的使用方法。

二.实验内容1.用VHDL实现8位串行全加器8位串行全加器顶层模块电路如下图所示。

图 8位串行全加器顶层模块其中a_in,b_in:数据输入,使用板上开关(S0~S15);sum_out:运算结果输出,使用LED显示运算结果。

2.将程序下载到FPGA并进行检验资源使用要求用开关(S0~S15)输入加数,被加数。

用 LED(D8~D15)显示运算结果。

三.实验步骤1.启动ISE,新建工程文件;2.编写8位串行全加器模块Hadder,其原理图如上图所示。

3.编写完加法器模块之后,在顶层文件上实现映射;4.新建UCF文件,输入位置约束;5.完成综合,实现,生成下载文件;6.连接开发板USB下载线,开启开发板电源;7.下载FPGA;8.输入数据,验证结果。

四.关键代码entity add_one isPort ( a_in : in STD_LOGIC;b_in : in STD_LOGIC;cin : in STD_LOGIC;si : out STD_LOGIC;cout : out STD_LOGIC);end add_one;architecture Behavioral of add_one isbeginsi<=(a_in xor b_in)xor cin;cout<=(a_in and b_in)or(cin and a_in)or(cin and b_in); end Behavioral;-- 一位加entity add_eight isPort ( a : in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);b : in STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);sum : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);c_out :out STD_LOGIC);end add_eight;architecture Behavioral of add_eight is component add_oneport( a_in,b_in,cin:in STD_LOGIC;si,cout:out STD_LOGIC);end component;signal c: STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);signal c_in:STD_LOGIC:='0';beginu0: add_one port map(a(0),b(0),c_in,sum(0),c(0)); u1: add_one port map(a(1),b(1),c(0),sum(1),c(1)); u2: add_one port map(a(2),b(2),c(1),sum(2),c(2)); u3: add_one port map(a(3),b(3),c(2),sum(3),c(3)); u4: add_one port map(a(4),b(4),c(3),sum(4),c(4)); u5: add_one port map(a(5),b(5),c(4),sum(5),c(5)); u6: add_one port map(a(6),b(6),c(5),sum(6),c(6)); u7: add_one port map(a(7),b(7),c(6),sum(7),c_out); end Behavioral;--八位加。

应用VHDL语言设计八位二进制加法器

应用VHDL语言设计八位二进制加法器
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§4.2 完成工作任务的引导
一、资讯
要完成应用VHDL语言设计出一个八位二进制加法器,请大家 认真阅读4.3节所介绍的基本内容,并复习3.2节的有关介绍。
二、计划
类似3.2节中提出有3种应用原理图设计输入法实现八位二进制
加法器的方案,应用VHDL语言设计八位二进制加法器也有多种
方案。
第一种方案:以8个全加器为底层模块,用VHDL语言层次设计
法设计八位二进制加法器。
第二种方案:运用在程序包ieee.std_logic_signed中定义
的标准逻辑位矢量的加法来设计八位二进制加法器。
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§4.2 完成工作任务的引导
第三种方案:应用VHDL语言设计法中的LPM方法来设计八位 二进制加法器。
三、决策
第一种方案与第3章的第一种方案相似,其实这种方案不是设计 上最简单的方案,也不是性能最好的方案。但它所应用的层次设计 法是VHDL语言设计中重要的一种方法,建议大家应用这种方法做 一次。
第4章 应用VHDL语言方法设计 八位二进制加法器
【要求】
应用VHDL语言设计八位二进制加法器
【知识点】•ຫໍສະໝຸດ 应用VHDL语言设计八位二进制加法器

掌握VHDL语言输入法

掌握VHDL语言层次化设计方法
【重点和难点】
应用VHDL语言设计八位二进制加法器
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第4章 应用VHDL语言方法设计 八位二进制加法器
end add4;
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§4.3 相关技术基础知识与基本技能
architecture b of add4 is signal ct:std_logic_vector(6 downto 0); component fulladd is

8位全加器

8位全加器

目录一、设计目的和要求 (1)1.课程设计目的 (1)2.课程设计的基本要求 (1)3.课程设计类型 (1)二、仪器和设备 (1)三、设计过程 (1)1.设计内容和要求 (1)2.设计方法和开发步骤 (2)3.设计思路 (2)4.设计难点 (4)四、设计结果与分析 (4)1.思路问题以及测试结果失败分析 (4)2.程序简要说明 (5)五、心得体会 (9)六、参考文献 (9)一、设计目的和要求1.课程设计目的设计一个带进位的八位二进制加法计数器:要求在MAX+plusⅡ10.2软件的工作平台上用VHDL语言层次设计出一个带进位的八位二进制加法器,并通过编译及时序仿真检查设计结果。

2.课程设计的基本要求全加器与带进位输入8位加法器设计要求我们通过8位全加器的设计掌握层次化设计的方法,充分理解全加器的设计过程,掌握一位全加器的程序,熟悉MAX+plusⅡ10.2软件的文本和原理图输入方法设计简单组合电路。

课程设计过程中要求能实现同步和异步的八位二进制全加器的设计。

3.课程设计类型EDA课程设计二、仪器和设备PC机、MAX+plusⅡ10.2软件三、设计过程1.设计内容和要求方法一:1.原理图输入完成半加器和1位全加器的设计,并封装入库2.层次化设计,建立顶层文件,由8个1位全加器串联构成8位全加器3.每一层次均需进行编译、综合、适配及仿真方法二:1. 原理图输入完成一个四位全加器的设计2.层次化设计,建立顶层文件,由2个4位全加器串联构成8位全加器3.每一层次均需进行编译、综合、适配及仿真2.设计方法和开发步骤加法器是数字系统中的基本逻辑器件。

例如:为了节省资源,减法器和硬件乘法器都可由加法器来构成。

但宽位加法器的设计是很耗费资源的,因此在实际的设计和相关系统的开发中需要注意资源的利用率和进位速度等两方面的问题。

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,运算速度快;串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。

填空题数字电路

填空题数字电路

1.根据集成度的不同,数字集成电路分以下四类:小、中、大、超大规模集成电路。

2.二进制数是以2为基数的计数体制,十六进制数是以16为基数的计数体制。

3.二进制数只有0和1两个数码,其中计数的基数是2,加法运算的进位规则为逢二进一。

4.十进制数转换为二进制数的方法是:整数部分用除2取余法,小数部分用乘2取整法,十进制数23.75对应的二进制数为10111.11。

5.二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系数之和,二进制数10110011对应的十进制数为179。

6.用8421BCD码表示十进制数时,则每位十进制数可用四位二进制代码表示,其位权值从高位到低位依次为8、4、2、1。

7.十进制数25的二进制数是11001,其对应的8421CBCD码是00100101。

8.负数补码和反码的关系是:补码=反码+1。

9.二进制数+1100101的原码为01100101,反码为01100101,补码为01100101,-1100101的原码为11100101,反码为10011010,补码10011011。

10.负数-35的二进制数是-100011,反码是1011100,补码是1011101。

1.逻辑代数中的三种最基本的逻辑运算是与运算,或运算,非运算。

2.逻辑函数的五种表示方法是真值表,逻辑函数式,逻辑图,波形图,卡诺图。

3.逻辑代数中的三条重要规则是代入规则,反演规则,对偶规则。

4.由n个变量构成逻辑函数的全部最小项有2n次方个,4变量卡诺图由16个小方格组成。

5.逻辑函数表达式有标准与-或式,标准或-与式。

6.最简与-或表达式的标准是:与项个数最少,每个与项变量数最少。

7.化简逻辑函数的主要方法有:公式化简法,图形化简法。

8.最小项表达式又称标准与-或表达式,最大项表达式又称标准或-与表达式。

1.在数字逻辑电路中,三极管工作在饱和状态和截止状态。

2.和TTL门电路相比,CMOS门电路的优点为静态功耗小,噪声容限大,输入电阻高。

8位二进制全加器设计实验报告

8位二进制全加器设计实验报告

EDA技术8位二进制全加器设计实验报告班级:学号:姓名:时间:2013-12-06目录方法一:自己写程序 (2)一、设计原理 (2)二、实验程序 (3)程序1:半加器描述 (3)程序2:一位二进制全加器设计顶层描述 (3)程序3:D触发器描述 (4)程序4:8位二进制加法器顶层描述 (4)三、编译及仿真结果 (9)方法二:使用LPM创立元件 (10)一、打开MegaWizard Plug-In Manager (10)二、按照提示,一步步完成全加器/全减器的创建 (10)三、创建成功,生成CMP文件 (10)四、调用CMP文件,例化元件,生成可以使用的元件。

(10)实验总结: (12)摘要我在本实验中用顶层设计思想,用半加器、全加器、D触发器例化出八位全加器,完成了八路加法器、寄存器/锁存器的设计,上升沿触发,使用了6个数码管,分别用于显示输入A,输入B和输出,输出结果也用红灯进行了显示,溢出用绿灯表示。

输入A用0~7号开关完成,输入B用10~17号开关完成,进位C 用8号开关完成。

实验要求完成八路全加器的设计,十六进制输出,上升沿触发,低电平复位,输入输出用数码管显示,用红灯显示输出,绿灯显示溢出。

方法一:自己写程序一、设计原理先写一个半加器,然后用两个半加器例化出一个全加器,再用八个全加器例化出一个八位全加器。

原理如图。

关于上升沿触发,使用D触发器和八位全加器进行例化,D触发器接同一个时钟。

最终完成上升沿触发的八位全加器的设计。

二、实验程序程序1:半加器描述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 FH1 OF h_adder ISBEGINSO <= NOT (A XOR (NOT B));CO <= A AND B;END ARCHITECTURE FH1;程序2:一位二进制全加器设计顶层描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY f_adder ISPORT (AIN, BIN, CIN : IN STD_LOGIC;COUT, SUM : OUT STD_LOGIC );END ENTITY f_adder;ARCHITECTURE FD1 OF f_adder ISCOMPONENT h_adder ISPORT (A, B : IN STD_LOGIC;CO, SO : OUT STD_LOGIC );END COMPONENT;SIGNAL D, E, F : STD_LOGIC;3BEGINU1 : h_adder PORT MAP(A => AIN, B => BIN, CO => D, SO => E);U2 : h_adder PORT MAP(A => E, B => CIN, CO => F, SO => SUM);COUT <= D OR F;END ARCHITECTURE FD1;程序3:D触发器描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY DEF1 ISPORT (CLK : IN STD_LOGIC;D : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF DEF1 ISSIGNAL Q1 :STD_LOGIC;BEGINPROCESS (CLK)BEGINIF CLK'EVENT AND CLK = '1'THEN Q1<=D;END IF;Q<=Q1;END PROCESS;END bhv;程序4:8位二进制加法器顶层描述LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY f_adder8 ISPORT ( AIN, BIN : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);ASEGIN1,ASEGIN2, BSEGIN1,BSEGIN2 : BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);CIN : IN STD_LOGIC;CLK : IN STD_LOGIC;SUM : BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SEG1 : BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SEG2 : BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);COUT : OUT STD_LOGIC );END f_adder8;ARCHITECTURE ONE OF f_adder8 ISCOMPONENT f_adder ISPORT (AIN, BIN, CIN : IN STD_LOGIC;COUT, SUM : OUT STD_LOGIC );END COMPONENT;COMPONENT DEF1 ISPORT (CLK : IN STD_LOGIC;D : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL C,C1, C2, C3,C4,C5,C6,C7: STD_LOGIC;SIGNAL a : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL b : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL s : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL ss : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL sss : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINU1 : f_adder PORT MAP(AIN => a(0), BIN => b(0), CIN => CIN, SUM => s(0),COUT => C1);U2 : f_adder PORT MAP(AIN => a(1), BIN => b(1), CIN => C1, SUM => s(1),COUT => C2);U3 : f_adder PORT MAP(AIN => a(2), BIN => b(2), CIN => C2, SUM => s(2),COUT => C3);U4 : f_adder PORT MAP(AIN => a(3), BIN => b(3), CIN => C3, SUM => s(3),COUT => C4);U5 : f_adder PORT MAP(AIN => a(4), BIN => b(4), CIN => C4, SUM => s(4),COUT => C5);U6 : f_adder PORT MAP(AIN => a(5), BIN => b(5), CIN => C5, SUM => s(5),COUT => C6);U7 : f_adder PORT MAP(AIN => a(6), BIN => b(6), CIN => C6, SUM => s(6),COUT => C7);U8 : f_adder PORT MAP(AIN => a(7), BIN => b(7), CIN => C7, SUM => s(7),COUT => C);U9 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(0),D=>AIN(0),CLK=>CLK);U10 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(1),D=>AIN(1),CLK=>CLK);U11 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(2),D=>AIN(2),CLK=>CLK);U12 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(3),D=>AIN(3),CLK=>CLK);U13 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(4),D=>AIN(4),CLK=>CLK);U14 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(5),D=>AIN(5),CLK=>CLK);U15 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(6),D=>AIN(6),CLK=>CLK);U16 : DEF1 PORT MAP(Q=>a(7),D=>AIN(7),CLK=>CLK);5U17 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(0),D=>BIN(0),CLK=>CLK); U18 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(1),D=>BIN(1),CLK=>CLK); U19 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(2),D=>BIN(2),CLK=>CLK); U20 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(3),D=>BIN(3),CLK=>CLK); U21 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(4),D=>BIN(4),CLK=>CLK); U22 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(5),D=>BIN(5),CLK=>CLK); U23 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(6),D=>BIN(6),CLK=>CLK); U24 : DEF1 PORT MAP(Q=>b(7),D=>BIN(7),CLK=>CLK);U25 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(0),D=>s(0),CLK=>CLK); U26 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(1),D=>s(1),CLK=>CLK); U27 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(2),D=>s(2),CLK=>CLK); U28 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(3),D=>s(3),CLK=>CLK); U29 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(4),D=>s(4),CLK=>CLK); U30 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(5),D=>s(5),CLK=>CLK); U31 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(6),D=>s(6),CLK=>CLK); U32 : DEF1 PORT MAP(Q=>SUM(7),D=>s(7),CLK=>CLK);U33 : DEF1 PORT MAP(Q=>COUT,D=>C,CLK=>CLK);PROCESS(CLK,AIN,BIN)VARIABLE sSeg1 : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);VARIABLE sSeg2 : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINss(3 DOWNTO 0)<=SUM(3 DOWNTO 0);sss(3 DOWNTO 0)<=SUM(7 DOWNTO 4);sSeg1(7 DOWNTO 0):= AIN(7 DOWNTO 0);sSeg2(7 DOWNTO 0):= BIN(7 DOWNTO 0);CASE ss ISWHEN "0000" => SEG1 <= "";--0WHEN "0001" => SEG1 <= "";WHEN "0010" => SEG1 <="";WHEN "0011" => SEG1 <="";WHEN "0100" => SEG1 <="";WHEN "0101" => SEG1 <="";WHEN "0110" => SEG1 <="";WHEN "0111" => SEG1 <="";WHEN "1000" => SEG1 <="";WHEN "1001" => SEG1 <=""; --9WHEN "1010" => SEG1 <="";WHEN "1011" => SEG1 <="";WHEN "1100" => SEG1 <="";WHEN "1101" => SEG1 <="";WHEN "1110" => SEG1 <="";WHEN "1111" => SEG1 <="";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;CASE sss ISWHEN "0000" => SEG2 <= "";--0WHEN "0001" => SEG2 <= "";WHEN "0010" => SEG2 <="";WHEN "0011" => SEG2 <="";WHEN "0100" => SEG2 <="";WHEN "0101" => SEG2 <="";WHEN "0110" => SEG2 <="";WHEN "0111" => SEG2 <="";WHEN "1000" => SEG2 <="";WHEN "1001" => SEG2 <=""; --9WHEN "1010" => SEG2 <="";WHEN "1011" => SEG2 <="";WHEN "1100" => SEG2 <="";WHEN "1101" => SEG2 <="";WHEN "1110" => SEG2 <="";WHEN "1111" => SEG2 <="";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;CASE sSeg1(3 DOWNTO 0) ISWHEN "0000" => ASEGIN1 <= "";--0WHEN "0001" => ASEGIN1 <= "";WHEN "0010" => ASEGIN1 <="";WHEN "0011" => ASEGIN1 <="";WHEN "0100" => ASEGIN1 <="";WHEN "0101" => ASEGIN1 <="";WHEN "0110" => ASEGIN1 <="";WHEN "0111" => ASEGIN1<="";WHEN "1000" => ASEGIN1 <="";WHEN "1001" => ASEGIN1 <=""; --9WHEN "1010" => ASEGIN1 <="";WHEN "1011" => ASEGIN1 <="";WHEN "1100" => ASEGIN1 <="";WHEN "1101" => ASEGIN1 <="";WHEN "1110" => ASEGIN1 <="";WHEN "1111" => ASEGIN1 <="";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;7CASE sSeg1(7 DOWNTO 4) ISWHEN "0000" => ASEGIN2 <= "";--0 WHEN "0001" => ASEGIN2 <= "";WHEN "0010" => ASEGIN2 <="";WHEN "0011" => ASEGIN2 <="";WHEN "0100" => ASEGIN2 <="";WHEN "0101" => ASEGIN2 <="";WHEN "0110" => ASEGIN2 <="";WHEN "0111" => ASEGIN2<="";WHEN "1000" => ASEGIN2 <="";WHEN "1001" => ASEGIN2 <=""; --9 WHEN "1010" => ASEGIN2 <="";WHEN "1011" => ASEGIN2 <="";WHEN "1100" => ASEGIN2 <="";WHEN "1101" => ASEGIN2 <="";WHEN "1110" => ASEGIN2 <="";WHEN "1111" => ASEGIN2 <="";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;CASE sSeg2(3 DOWNTO 0) ISWHEN "0000" => BSEGIN1 <= "";--0 WHEN "0001" => BSEGIN1 <= "";WHEN "0010" => BSEGIN1 <="";WHEN "0011" => BSEGIN1 <="";WHEN "0100" => BSEGIN1 <="";WHEN "0101" => BSEGIN1 <="";WHEN "0110" => BSEGIN1 <="";WHEN "0111" => BSEGIN1<="";WHEN "1000" => BSEGIN1 <="";WHEN "1001" => BSEGIN1 <=""; --9 WHEN "1010" => BSEGIN1 <="";WHEN "1011" => BSEGIN1 <="";WHEN "1100" => BSEGIN1 <="";WHEN "1101" => BSEGIN1 <="";WHEN "1110" => BSEGIN1 <="";WHEN "1111" => BSEGIN1 <="";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;CASE sSeg2(7 DOWNTO 4) ISWHEN "0000" => BSEGIN2 <= "";--0 WHEN "0001" => BSEGIN2 <= "";WHEN "0010" => BSEGIN2 <="";WHEN "0011" => BSEGIN2 <="";WHEN "0100" => BSEGIN2 <="";WHEN "0101" => BSEGIN2 <="";WHEN "0110" => BSEGIN2 <="";WHEN "0111" => BSEGIN2<="";WHEN "1000" => BSEGIN2 <="";WHEN "1001" => BSEGIN2 <=""; --9WHEN "1010" => BSEGIN2 <="";WHEN "1011" => BSEGIN2 <="";WHEN "1100" => BSEGIN2 <="";WHEN "1101" => BSEGIN2 <="";WHEN "1110" => BSEGIN2 <="";WHEN "1111" => BSEGIN2 <="";WHEN OTHERS =>NULL;END CASE;END PROCESS;--U1 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(0), BIN => BIN(0), CIN => CIN, SUM => SUM(0), COUT => C1);--U2 : f_adder PORT MAP(AIN => AI N(1), BIN => BIN(1), CIN => C1, SUM => SUM(1), COUT => C2);--U3 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(2), BIN => BIN(2), CIN => C2, SUM => SUM(2), COUT => C3);--U4 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(3), BIN => BIN(3), CIN => C3, SUM => SUM(3), COUT => C4);--U5 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(4), BIN => BIN(4), CIN => C4, SUM => SUM(4), COUT => C5);--U6 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(5), BIN => BIN(5), CIN => C5, SUM => SUM(5), COUT => C6);--U7 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(6), BIN => BIN(6), CIN => C6, SUM => SUM(6), COUT => C7);--U8 : f_adder PORT MAP(AIN => AIN(7), BIN => BIN(7), CIN => C7, SUM => SUM(7), COUT => COUT);END ONE;三、编译及仿真结果程序波形仿真图9时间分析方法二:使用LPM创立元件一、打开MegaWizard Plug-In Manager二、按照提示,一步步完成全加器/全减器的创建三、创建成功,生成CMP文件四、调用CMP文件,例化元件,生成可以使用的元件。

8位加法器

8位加法器

8位加法器的设计1.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。

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。

本设计中的8位二进制并行加法器即是由两个4位二进制并行加法器级联而成的,其电路原理图如图7.2所示。

2.VHDL 源程序1) 4位二进制并行加法器的源程序ADDER4B.VHDLIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ;ENTITY ADDER4B IS --4位二进制并行加法器 PORT(C4: IN STD_LOGIC ; --低位来的进位A4: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --4位加数B4: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --4位被加数S4: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);--4位和CO4: OUT STD_LOGIC); --进位输出END ENTITY ADDER4B ;ARCHITECTURE ART OF ADDER4B ISSIGNAL S5:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);SIGNAL A5,B5: STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);BEGINA5<='0'& A4;--将4位加数矢量扩为5位,为进位提供空间A8[7..0]B8[3..0]A8[3..0]B8[7..0]B8[7..0]A8[7..0]B8[7..4]A8[7..4]S8[7..4]S8[3..0]S8[7..0]CO8S8[7..0]C8ADDER4B CO4S4[3..0]B4[3..0]A4[3..0]C4ADDER4B CO4S4[3..0]B4[3..0]A4[3..0]C4U2U1SCB5<='0'& B4;--将4位被加数矢量扩为5位,为进位提供空间S5<=A5+B5+C4 ;S4<=S5(3 DOWNTO 0);CO4<=S5(4);END ARCHITECTURE ART;2) 8位二进制加法器的源程序ADDER8B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STE_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL:ENTITY ADDER8B IS --由4位二进制并行加法器级联而成的8位二进制加法器PORT(C8:IN STD_LOGIC;A8:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);B8:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);S8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);CO8:OUT STD_LOGIC);END ENTITY ADDER8B;ARCHITECTURE ART OF ADDER8B ISCOMPONENT ADDER4B IS--对要调用的元件ADDER4B的界面端口进行定义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 COMPONENT ADDER4B;SIGNAL SC:STD_LOGIC;--4位加法器的进位标志BEGINU1:ADDER4B --例化(安装)一个4位二进制加法器U1PORT MAP(C4=>C8,A4=>A8(3 DOWNTO 0),B4=>B8(3 DOWNTO0),S4=>S8(3 DOWNTO 0),CO4=>SC);U2:ADDER4B --例化(安装)一个4位二进制加法器U2PORT MAP(C4=>SC,A4=>A8(7 DOWNTO 4),B4=>B8(7 DOWNTO 4),S4=>S8 (7 DOWNTO 4),CO4=>CO8);END ARCHITECTURE ART;。

8位串行全加器设计

8位串行全加器设计

8位串行全加器设计串行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。

它可以将两个数位相同的二进制数相加,并将其和以及进位输出。

本文将详细介绍如何设计一个8位串行全加器。

首先,我们需要了解全加器的功能。

全加器由两个输入和两个输出组成。

输入包括两个要相加的二进制数位以及前一位的进位(Carry In),输出包括当前位的和(Sum)和当前位的进位(Carry Out)。

设计一个8位串行全加器时,我们需要将8个全加器连接在一起。

每个全加器的输入为两个二进制数位和前一位的进位,输出为当前位的和和当前位的进位。

具体设计步骤如下:1.首先,我们需要设计一个单个全加器电路。

全加器电路可以通过将两个半加器连在一起来实现。

半加器接收两个输入,并输出当前位的和和当前位的进位。

2.设计一个半加器电路。

半加器电路由两个输入和两个输出组成。

输入包括两个要相加的二进制数位,输出包括当前位的和和当前位的进位。

3.实现半加器电路的真值表。

半加器的真值表如下:输入A,输入B,输出S,进位--------,--------,--------,-------0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,1,0,根据真值表可知,半加器的和输出为输入A和输入B的异或运算结果,进位输出为输入A和输入B的与运算结果。

4.通过使用逻辑门来实现半加器电路。

可以使用异或门实现和输出,使用与门实现进位输出。

5.设计一个完整的全加器电路。

一个全加器电路由一个半加器和一个或门构成。

半加器负责计算两个输入位的和和进位,而或门负责计算前一位的进位和当前位的进位的和。

全加器电路的输入为两个要相加的二进制数位和前一位的进位,输出为当前位的和和当前位的进位。

6.将8个全加器连在一起。

将第一个全加器的输入连接到待相加的两个8位二进制数的最低位和前一位的进位,将第二个全加器的输入连接到待相加的两个8位二进制数的次低位和第一个全加器的进位,以此类推。

最后一个全加器的输出即为所求的和。

EDA实验2 原理图输入法设计8位二进制全加器

EDA实验2  原理图输入法设计8位二进制全加器

实验2原理图输入法设计8位二进制全加器一、实验目的进一步熟悉QuartusⅡ的使用方法,学习时序仿真。

二、实验内容用V erilog HDL设计一个8位二进制全加器。

可以直接编写程序,也可以利用例化语句调用1位全加器构成8位全加器。

并进行编译、综合、适配和仿真。

三、实验步骤:1.为本项工程设计建立文件夹2.建立V erilog HDL文件3.存盘并建立工程4.全程编译5.时序仿真⑴建立矢量波形文件菜单操作:file—new图2-1 选择编辑矢量波形文件图2-2 波形编辑器⑵设置仿真时间长度菜单操作:Edit—end time图2-3 设置仿真时间长度⑶存盘图2-4 vwf激励波形文件存盘⑷将工程test2的端口信号选入波形编辑器中。

菜单操作:View—Utility Windows—Node Finder,并按图2-5 向波形编辑器拖入信号节点选项:Look:工程名;filer:Pins all⑸编辑输入波形单击输入信号a使之变成蓝色条,激活波形编辑器图2-6波形编辑器按图2-7设置输入信号a的周期在Tool Zoom 状态下调整波形图图2-8 设置好的激励波形图⑹菜单操作:Assignments –setting进入以下窗口:图2-9 选择仿真控制图2-10 仿真波形输出图2-11 选择全时域显示⑺仿真:Processing-Start Simulation 或。

注:该实验也可用硬件测试的方法来验证其设计的正确性。

四、实验报告详细叙述实验内容所要求的设计流程;给出仿真波形图;给时序分析情况。

五、参考程序module ADDER8B(A,B,CIN,COUT,DOUT);output [7:0] DOUT; output COUT;input [7:0] A,B; input CIN; wire [8:0] DA TA;assign DA TA =A+B+CIN;assign COUT=DA TA[8];assign DOUT=DA TA[7:0];endmodule。

8位加法器设计程序过程

8位加法器设计程序过程

8位加法器设计程序过程八位加法器是一种组合逻辑电路,用于计算两个八位二进制数的和。

在设计过程中,需要确定输入和输出的位数、电路逻辑、输入输出关系等。

下面是一个八位加法器设计程序的详细过程。

1.确定输入和输出的位数:首先,我们需要明确八位加法器的输入和输出的位数。

在这个例子中,我们使用八位二进制数作为输入,并需要输出一个八位的和。

因此,输入和输出的位数均为8位。

2.确定输入和输出的表示形式:在计算机中,二进制数通常以补码形式进行表示。

因此,在这个例子中,我们将使用补码表示输入和输出。

3.分析电路逻辑:一个八位加法器由八位的全加器以及一个进位逻辑组成。

全加器用于计算两个相应位数相加的结果,而进位逻辑负责处理进位位。

因此,我们需要设计八个全加器和一个进位逻辑。

4.设计全加器电路:全加器是八位加法器的核心部分,用于计算两个位的和以及进位。

全加器的输入包括两个加数位和一个来自前一位的进位位。

输出包括和位以及进位位。

以下是一个典型的全加器电路:- 输入:A、B和C_in- 输出:Sum和C_out-逻辑表达式:Sum = A 异或 B 异或 C_inC_out = (A and B) 或 (C_in and (A 异或 B))设计八个这样的全加器电路,分别用于计算八个相应位数的和以及进位。

5.设计进位逻辑电路:进位逻辑电路负责处理来自各个位的进位。

具体来说,进位逻辑电路需要计算进位位以及进位到下一位的值。

以下是一个典型的进位逻辑电路:- 输入:C_in、C_0、C_1、C_2、C_3、C_4、C_5、C_6 和 C_7- 输出:C_out 和 C_next-逻辑表达式:C_out = C_7C_next = (C_6 and C_7) 或 (C_5 and (C_6 or C_7)) 或 (C_4 and (C_5 or (C_6 or C_7))) 或 ......(C_1 and (C_2 or (C_3 or (C_4 or (C_5 or (C_6 or C_7))))))其中,C_out代表从最高位传出的进位,C_next代表传递给下一位的进位。

八位二进制累加器的设计

八位二进制累加器的设计
①最坏的上升延时分析(V=5V,Cin=1,A=1,B 0->1)
输入电压V=5V时,当Cin=1,A=1,B由0->1变化时,用计算器中的delay函数测得此最坏下降延时(对于Sum来说,此时相当于最坏的上升延时)如图所示。由图可知,Sum最坏的上升延时为484.14ps;而Sum_layout最坏的上升延时。所以,版图仿真的最坏上升延时比原理图仿真的最坏延时小79.1ps。
图七Cin=1,A=1,B由0->1时功耗的波形
(2)最坏的下降延时分析
下面利用瞬态分析,测量Cin=0,A=0,B由1->0变化时的延时情况。如下图所示,是该情况下的输入输出波形。
图八Cin=0,A=0,B由1->0时,输入输出波形
用计算器中的delay函数测得此时的最坏上升延时(对于Sum来说,此时相当于最坏的下降延时)如图九所示。由图可知,最坏的下降延时为528.98ps
aபைடு நூலகம்组内并行,组间串行的进位链
b)组内并行,组间并行的进位链
它们的目的就是要进位信号的产生尽可能的快,因此产生了二重进位链或更高重进位链,显然进位速度的提高是以硬件设计的复杂化为代价来实现的。
(3)串行加法进位
串行加法进位从最低位进到最高位,即整个进位是分若干步骤进行的。
优点:具有器件少、成本低、电路结构简单的优点。缺点:运算速度慢。
正电平触发式触发器的状态在CP=1期间翻转,在CP=0期间保持不变。电平触发式触发器的缺点是存在空翻现象,通常只能用于数据锁存。
(2)主从触发器:
主从触发器由分别工作在时钟脉冲CP不同时段的主触发器和从触发器构成,通常只能在CP下降沿时刻状态发生翻转,而在CP其他时刻保持状态不变。它虽然克服了空翻,但对输入信号仍有限制。

八位二进制累加器

八位二进制累加器

摘要随着社会的发展,在生活和生产中,我们经常要用到二进制累加问题,为了提高运算速度,更大的节约时间,所以我做了这个八位二进制累加器来进行二进制的累加,主要内容为加法器和寄存器及一些简易的电容电阻等器件,来实现八位二进制的累加问题,这样就可以把复杂的问题具体化,从而提高生产与学习效率,极大地节约时间。

关键词:二进制累加器目录一.课题名称……………………………………………………………二.主要功能(简要说明) ………………………………………………三.电路原理图…………………………………………………………四. 工作原理分析………………………………………………………1.电路组成…………………………………………………………2.单个元器件性能…………………………………………………五. 整体电路工作原理及EDA仿真和结果分析:……………………六. 元器件选择(元器件明细表和参考价格,电路成本估算)……七.电路的制作与实验测试……………………………………………1.电路排布…………………………………………………………2.电路焊接…………………………………………………………3.电路的检查及测试………………………………………………4.调试结果…………………………………………………………八.线路的改进意见:……………………………………………………九.思考题………………………………………………………………十.课程设计的收获和体会………………………………………………十一.参考文献……………………………………………………………一.课题名称:8位二进制累加器二.主要功能(简要说明):该电路将K3,K4设定的8位二进制数与74LS273中锁存的数相累加,并将结果通过发光二极管D1~D8显示出来。

K1为累加键,每按以此累加一次。

K2为清零键,用于将累加和清零。

三.电路原理图:V四. 工作原理分析1、电路组成:如图1所示,整个电路由一个8位高速寄存器、两个4位二进制全加器及一些电阻、电容、发光二极管组成,实现8位二进制累加器的功能。

EDA技术》实验报告8位二进制加法器设计

EDA技术》实验报告8位二进制加法器设计

《EDA技术》实验报告实验名称: 8位二进制全加器设计
姓名:
班级:
学号:
实验日期:2010-3-29
指导教师:
一、实验设计要求
以一位二进制全加器为基本元件,用例化语句写出8位并行二进制全加器的顶层文件,并讨论此加法器的电路特性。

二、设计原理
电路结构图或原理图
电路功能描述
定义了8位二进制全加器顶层设计元件端口信号,输入端口:AIN, BIN,是八个二进制数,数据类型被定义为STD_LOGIC_VECTOR。

CIN是输入的进位,数据类型IN STD_LOGIC;输出端口:SUM为和,数据类型IN STD_LOGIC COUT 为输出的进位。

三、实验程序
程序1:一位二进制全加器设计顶层描述
程序2:8位并行二进制全加器顶层文件
四、编译及仿真结果
选用器件型号cyclone
编译后使用器件资源情况、引脚配置情况(硬件实验)
仿真结果显示:
该设计是成功的。

输入的进位也要加上去。

0---255 全加器的COUNT 没有进位,而当加到256,COUNT=1,SUM输出0.
五、总结
.1 编译不通过,检查后发现在建立工程时,同一工程的所有文件都必须放在同一文件夹中,而这一步没做。

2 程序中没有将文件名与实体名保持一致出错。

输入半加器的VHDL程序保存文件,将输入的VHDL语言程序保存为h _adder.vhd.
3不知道如何将输入/输出引脚号都添加到矢量波形编辑窗口中。

解决办法:view—utility window—noder finder 将需要引脚拖拽。

用一位全加器设计8位串、并行的加法计数器

用一位全加器设计8位串、并行的加法计数器

1.只用一个1位二进制全加器为基本元件和一些辅助的时序电路,设计一个8位串行二进制全加器半加器(VHDL)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 one OF h_adder ISBEGINso<=NOT(a XOR (NOT b)); co <= a AND b ;END ARCHITECTURE one;D触发器(VHDL)LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY DFF1 ISPORT ( CLK : IN STD_LOGIC;D : IN STD_LOGIC;Q : OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE bhv OF DFF1 ISSIGNAL Q1 : STD_LOGIC;BEGINPROCESS( CLK,D)BEGINIF CLK='1'THEN Q1<=D;END IF;END PROCESS;Q<=Q1;END bhv;串并移位寄存器LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SHFRT1 ISPORT (CLK,LOAD : IN STD_LOGIC;DIN : IN STD_LOGIC_VECTOR( 7 DOWNTO 0);QB : OUT STD_LOGIC );END SHFRT1;ARCHITECTURE behav OF SHFRT1 ISBEGINPROCESS( CLK, LOAD)VARIABLE REG8 : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGINIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THENIF LOAD='1' THEN REG8 :=DIN;ELSE REG8(6 DOWNTO 0) :=REG8 (7 DOWNTO 1);END IF;END IF;QB <=REG8(0);END PROCESS;END behav;并串移位寄存器LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY SHFRT ISPORT (CLK : IN STD_LOGIC;DIN : OUT STD_LOGIC_VECTOR( 15 DOWNTO 8);QB : IN STD_LOGIC );END SHFRT;ARCHITECTURE behav OF SHFRT ISBEGINPROCESS( CLK )VARIABLE REG8 : STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 8); BEGINIF CLK'EVENT AND CLK = '1'THEN REG8(8) := QB;REG8(15 DOWNTO 9) :=REG8 (14 DOWNTO 8);END IF;END PROCESS;END behav;2.用一位全加器为基本单元设计8位并行的全加器程序2:一位二进制全加器设计顶层描述程序3:8位并行二进制全加器顶层文件功能:程序功能简介。

8位加法器的设计

8位加法器的设计

8位加法器的设计一个8位加法器的设计需要考虑到以下几个方面:输入端口、输出端口、运算器、控制电路和时序以及综合测试等。

输入端口是加法器的输入,我们需要为每个输入端口分配相应的位数。

对于一个8位加法器,我们需要8个输入端口,每个端口为1位。

可以使用开关或者其他输入设备来控制输入信号。

输出端口是加法器的输出,同样需要为每个输出端口分配相应的位数。

对于一个8位加法器,我们需要8个输出端口,每个端口为1位。

可以使用LED灯等输出设备来显示输出结果。

运算器是加法器的核心部件,负责实现加法运算。

我们需要使用逻辑门电路来实现8位加法。

常见的实现方式是使用二进制加法器来实现,其中包括全加器、半加器等。

控制电路和时序是为了保证加法器的稳定运行。

可以采用时钟信号来对加法器的运算进行控制,时钟信号可以通过一个时钟源或者其他方式来产生。

综合测试是为了确保加法器的正确性。

我们需要设计一个测试电路,输入各种可能的输入信号,并检查输出结果是否符合预期。

以下是一个8位加法器的设计实例:1.输入端口设计:设计8个输入端口,每个端口为1位。

2.输出端口设计:设计一个8位输出端口,用于显示加法结果。

3.运算器设计:使用全加器和半加器组成8位二进制加法器。

首先将每一位的输入与进位相加,得到部分和和进位,然后再将部分和与下一位的输入和进位再相加,依次类推,最后得到8位加法结果。

4.控制电路和时序设计:使用时钟信号来控制加法器的运算。

可以通过一个时钟源或者其他方式来产生时钟信号。

5.综合测试设计:设计一个测试电路,输入各种可能的输入信号,并检查输出结果是否符合预期。

可以使用计算机软件来进行模拟测试。

在设计过程中,需要充分考虑各个部件之间的连接和信息传递,确保输入信号能够正确地经过运算器进行运算,并将运算结果正确地传递到输出端口。

总之,一个8位加法器的设计需要考虑到输入端口、输出端口、运算器、控制电路和时序以及综合测试等方面。

在具体设计过程中,还需要充分考虑其稳定性、可靠性和正确性等因素。

八位全加器

八位全加器

EDA技术课程大作业设计题目:八位全加器设计院系:电子信息与电器工程学院学生姓名:学号:200902070002班级:09电信专升本2010 年12 月8 日八位全加器设计1.设计背景和设计方案1.1设计背景近年来,由于EDA技术迅猛发展,已成为电子领域的一项重要技术。

设计方法也多种多样。

本文用EDA技术作为开发手段,用图形输入设计方法,实现一个八位加法器的设计,并进行了系统仿真。

八位加法器的构成有两种方法: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;串行进位方式是将低位加法器的进位输出与相邻的高位加法器的进位输入信号相连,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。

1.2设计方案本实验采用串行级联的方式构成八位加法器。

该八位加法器由八个一位全加器构成,加法器间的进位由串行方式实现,即将低位加法器的进位输出与相邻的高位加法器的最低进位输入信号相连。

原理图编辑如下:图一八位全加器设计原理图2. 方案实施2.1 半加器设计采用图形输入设计方法,实现半加器的设计。

在D盘上建立本实验文件夹,取名为adder8。

打开Quartus II,进入原理图输入编辑窗口。

分别调入and2,not,xnor和输入输出引脚input和output,并按照下图连接好电路。

然后分别修改input和output的引脚名为a、b、co和so。

把该文件名改为h_adder,并保存在adder8文件夹中。

保存后,把该文件转换为元件符号存盘。

图二半加器设计原理图2.2(宋体四号,加粗)一位全加器设计(宋体小四,1.5倍行距)重新打开一个原理图编辑窗口,调入h_adder、or2、input和output,连接好一位全加器电路图。

修改input和output的引脚名,并把文件名修改为f_adder后存盘。

8位全加器课程设计

8位全加器课程设计

8位全加器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解8位全加器的基本原理,掌握全加器的电路构成及其功能。

2. 学生能运用所学的数字电路知识,解释8位全加器的工作过程,并分析其特点。

3. 学生能掌握8位全加器在计算机算术运算中的应用。

技能目标:1. 学生能够独立设计并搭建简单的8位全加器电路。

2. 学生能够运用所学知识,解决与8位全加器相关的实际问题,提高问题解决能力。

3. 学生能够通过实验操作,培养观察、分析、总结实验现象的能力。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习8位全加器,培养对电子技术和计算机硬件的兴趣,增强学习动力。

2. 学生在小组合作完成实验过程中,培养团队合作精神和沟通能力,提高合作意识。

3. 学生能够认识到电子技术在实际生活中的应用,增强实践意识,提高创新思维。

课程性质:本课程为电子技术基础课程,以实验和实践为主,注重理论联系实际。

学生特点:学生已具备一定的数字电路基础,具有较强的动手能力和好奇心。

教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探索,提高学生的实践能力和问题解决能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 8位全加器基本原理:- 数字电路基础知识回顾,重点复习加法器原理。

- 介绍8位全加器的电路结构,包括输入、输出及内部逻辑关系。

- 分析8位全加器的工作原理,理解进位产生和传递的过程。

2. 8位全加器电路设计与搭建:- 依据电路原理,制定实验方案,明确实验步骤。

- 使用集成电路芯片和基础电子元件,指导学生动手搭建8位全加器电路。

- 分析实验过程中可能出现的故障及解决办法。

3. 8位全加器的应用与拓展:- 讲解8位全加器在计算机算术运算中的应用,如加法、减法等。

- 探讨8位全加器的拓展应用,如多位全加器、加减混合运算等。

- 结合实际案例,分析8位全加器在现代电子设备中的应用。

教学内容依据教材相关章节进行组织,注重理论与实践相结合,循序渐进地引导学生掌握8位全加器相关知识。

8位串行进位加法器

8位串行进位加法器

8位串行进位加法器实验报告一、实验目的使对quartus II的使用进行初步的了解,对于一些芯片的组合应用更加掌握。

二、实验内容设计8位串行进位加法器用半加器设计一个全加器元件,然后根据图4-38,在顶层设计中用8个1位全加器构成8位串行进位加法器。

给出时序仿真波形并说明之、引脚锁定编译、编程下载于FPGA中进行硬件测试。

完成实践报告。

三、实验步骤及各步结果1、分析8位串行全加器的层次结构2、半加器3、一位全加器output S,CO;wire S1,D1,D2;halfadder HA1(S1,D1,A,B);halfadder HA2(S,D2,S1,CI);or g1(CO,D2,D1);endmodule//8-bit full addermodule _8bit_adder(S,C7,A,B,C_1);input[7:0]A,B;input C_1;output [7:0]S;output C7;wire C0,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7;fulladderFA0(S[0],C0,A[0],B[0],C_1),FA1(S[1],C1,A[1],B[1],C0),FA2(S[2],C2,A[2],B[2],C1),FA3(S[3],C3,A[3],B[3],C2),FA4(S[4],C4,A[4],B[4],C3),FA5(S[5],C5,A[5],B[5],C4),FA6(S[6],C6,A[6],B[6],C5),FA7(S[7],C7,A[7],B[7],C6);endmodule4、软件使用(1)、新建一个工程,工程名为_8bit_adder(2)、新建一个Verilog HDL File文件并写入程序代码(3)、对写完的代码进行编译,发现没有错误(4)、新建一个波形文件(5)、新建(6)、插入程序后双击输入数值进行数据的输入(7)、输入相应的值(8)、仿真出来的结果(9)、按时序给输入端输入不同的数据(10)、继续仿真,波形如图(11)、时序仿真(12)、放大后这里出现了冒险竞争。

原题目:实现一个8位全加器电路。

原题目:实现一个8位全加器电路。

原题目:实现一个8位全加器电路。

实现一个8位全加器电路介绍本文档旨在说明如何实现一个8位全加器电路。

全加器电路是一种用于对两个二进制数进行加法运算的电路。

原理全加器电路由三个输入和两个输出组成。

输入包括两个二进制数位和一个进位位,输出为一个和位和一个进位位。

全加器电路的逻辑如下:- 和位的输出等于输入位和进位位的异或结果- 进位位的输出等于输入位和进位位的与运算结果以及输入位间的或运算结果实现要实现一个8位全加器电路,需要按照以下步骤进行:1. 首先,确定所需的器件和元件。

一个全加器电路通常由逻辑门和触发器构成。

逻辑门可以使用与门、或门、异或门等。

触发器可以使用D触发器、JK触发器等。

2. 根据所需的功能和规格,选择适合的逻辑门和触发器。

3. 依照全加器电路的原理,设计电路图。

将逻辑门和触发器按照一定的连接方式进行连接,满足和位和进位位的运算要求。

4. 制作电路板并连接电路。

根据设计的电路图,将所选的逻辑门和触发器按照正确的接线方式进行连接。

5. 进行电路测试。

使用适当的输入信号(两个二进制数位和一个进位位),检查和位和进位位的输出是否符合预期的结果。

6. 优化电路。

根据测试结果,如果电路效果不好或未能达到预期的输出结果,可以尝试优化电路的设计,调整逻辑门和触发器等元件的选择,重新布线等。

7. 验证电路的正确性。

通过多次测试,确保电路能够稳定地进行加法运算,输出正确的和位和进位位。

结论通过以上步骤,我们可以成功实现一个8位全加器电路。

全加器电路在计算机系统中扮演重要的角色,用于进行二进制数的加法运算。

8位全加器

8位全加器

EDA技术课程大作业设计题目:8位全加器院系:电子信息与电气工程系学生姓名:学号:200902070023专业班级:09电子信息工程专升本2010年12月10 日8位全加器1. 设计背景和设计方案1.1设计任务用VHDL设计一个八位并行加法器,该八位并行加法器是有两个四位二进制并行加法器通过级联而成,先设计两个四位二进制并行加法器分别表示八位数中的低四位和高四位以及其加法(含进位),再将两个四位并行加法器级联成一个八位并行加法器。

1.2设计要求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。

一个8位全加器可以由用两个4位二进制并行加法器级联以构成,加法器间的进位可以并行方式实现,即将低位加法器的进位输出COUT端与高位加法器的低位输入信号CIN 相连。

1.3方案构思多位加法器按其进位方式的不同可以分为两类:串行进位加法器和并行进位加法器。

串行进位加法器是将多个一位全加器级联,低位全加器的进位输出送给相邻高位全加器作为进位输入,以此构成多位加法器。

这种设计思路简单明了且占用资源较少,但运算速度较慢。

并行进位方式则是在各位的加法环节之外,另外设有进位产生逻辑电路,各位的进位输入信号同时产生,从而各位可以同时完成全家运算,输出最后结果。

并行进位方式具有较快的运算速度,但是相对于串行进位方式来说,却往往占用更多的资源。

尤其是当运算位数增加的时候,相同位数的并行进位和串行进位加法器的资源占用差距也越来越大。

因此,常常需要设计者在运算速度和资源占用量之间做出折中和平衡。

实践证明,4位二进制并行进位加法器和串行级联加法器占用的资源几乎相同。

因此,可以用两个4位二进制并行加法器级联以构成8位二进制加法器,这是一种较为合理的选择。

其结构如图1:图1 8位加法器原理图2. 方案实施2.1.加法器的原理加法器是计算机的基本运算单元,在各种逻辑电路中经常使用。

加法器电路分二进制和十进制两种。

一般计算机中使用的多是二进制加法电路,十进制加法电路采用对二进制加法电路进行处理的方法实现。

全加器实现的8位行波进位加法器

全加器实现的8位行波进位加法器

全加器实现的8位⾏波进位加法器全加器实现的8位⾏波进位加法器串⾏进位加法器⼀位全加器思路:串⾏进位加法器,可以⽤⼀位全加器做元件,来模拟串⾏进位加法器。

步骤:1、在D 盘新建⽂件夹ADDL ,启动quartus ,新建⼯程ADDL 。

2、新建“VHDL FILE ”⽂件,将⾃⼰的程序输⼊进去,保存,⽂件名为ADDL ,processs->Start Compilation 对源⽂件进⾏编译,有错改错。

3、Assignments>pins,对in 内的输⼊引脚input 和输出引脚output 完成设计以及pin 内的输⼊引脚input 和输出引脚output 完成设计,以ADDL.bdf 为⽂件名保存。

4、新建“Vector Waveform File ”⽂件ADDL.vwf ,引⼊引脚,设置输⼊节点的值,尽量使其包含各种可能取值情况。

6、进⾏功能仿真,查看仿真结果看是否与功能表⼀致。

c outS 7 a7,b7 a6,b6 S6a0,b0 S0 a1,b1 S1 ...........设计的仿真波形图功能仿真结果图全加器的代码:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity AADD isport(a,b,cin:in std_logic;//a和b代表输⼊的两个数;cout,s:out std_logic//cout是进位,s是输出);end AADD;architecture behave of AADD iSbeginprocess(a,b)begin s................... Cout......................//如何得到s和cout ?end process;end behave;//全加器的设计代码;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ADDL isport(count1,count2:in std_logic_vector(7 downto 0);//count1,count2代表相加的两个数;ccout: buffer std_logic_vector (8 downto 1);//ccout⽤于保存俩数相加的进位,eg,第i位相加,进位保存在第i+1位;第0位没有进位不使⽤;sum:out std_logic_vector(8 downto 0)//sum⽤来保存最终的结果;);end ADDL;architecture struct of ADDL iscomponent AADD isport(a,b,cin:in std_logic;cout,s:out std_logic);end component;beginU1:AADD port map //第0位相加,以下类推;( a=>count1(0),b=>count2(0),cin=>'0',cout=>ccout(1),s=>sum(0) ); ..............................................第1位,2位,3位呢?注意sum的第⼋位;end struct;。

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只用一位二进制全加器为基本元件和一些辅助的时序电路,设计一个8位串行二进制全加器。

Vhdl代码如下:
顶层文件如下:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity f8_adder is
port(a,b:in std_logic_vector(7 downto 0);
c0:in std_logic;
s:out std_logic_vector(7 downto 0);
c1:out std_logic);
end f8_adder;
architecture bhv of f8_adder is
signal cout:std_logic_vector(7 downto 1);
component f_adder is
port(ain,bin,cin:in std_logic;
cout,sum:out std_logic);
end component;
begin
u1: f_adder port map(ain=>a(0),bin=>b(0),cin=>c0,sum=>s(0),cout=>cout(1));
u2: f_adder port map(ain=>a(1),bin=>b(1),cin=>cout(1),sum=>s(1),cout=>cout(2));
u3: f_adder port map(ain=>a(2),bin=>b(2),cin=>cout(2),sum=>s(2),cout=>cout(3));
u4: f_adder port map(ain=>a(3),bin=>b(3),cin=>cout(3),sum=>s(3),cout=>cout(4));
u5: f_adder port map(ain=>a(4),bin=>b(4),cin=>cout(4),sum=>s(4),cout=>cout(5));
u6: f_adder port map(ain=>a(5),bin=>b(5),cin=>cout(5),sum=>s(5),cout=>cout(6));
u7: f_adder port map(ain=>a(6),bin=>b(6),cin=>cout(6),sum=>s(6),cout=>cout(7));
u8: f_adder port map(ain=>a(7),bin=>b(7),cin=>cout(7),sum=>s(7),cout=>c1);
end bhv;
全加器描述:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity f_adder is
port(ain,bin,cin:in std_logic;
cout,sum:out std_logic);
end f_adder;
architecture fd1 of f_adder is
component h_adder
port(a,b:in std_logic;
co,so:out std_logic);
end component;
component or2a
port(a,b:in std_logic;
c:out std_logic);
end component;
signal d,e,f:std_logic;
begin
u1: h_adder port map(a=>ain,b=>bin,co=>d,so=>e); u2: h_adder port map(a=>e,b=>cin,co=>f,so=>sum); u3: or2a port map(a=>d,b=>f,c=>cout);
end fd1;
半加器描述:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity h_adder is
port(a,b:in std_logic;
co,so:out std_logic);
end h_adder;
architecture fh1 of h_adder is
begin
so<=not(a xor not(b));
co<=a and b;
end fh1;
或门电路描述:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity or2a is
port(a,b:in std_logic;
c:out std_logic);
end or2a;
architecture one of or2a is
begin
c<=a or b;
end one;
RTL 电路图如下:
由于RTL图比较大,因此将它另外一图片的格式显示出来,这里只给了一个略缩图。

时序仿真图如下:。

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