实验一 1位全加器的设计
一位全加器VHDL的设计实验报告
EDA技术及应用实验报告——一位全加器VHDL的设计班级：XXX姓名：XXX学号：XXX一位全加器的VHDL设计一、实验目的：1、学习MAX+PLUSⅡ软件的使用，包括软件安装及基本的使用流程。
2、掌握用VHDL设计简单组合电路的方法和详细设计流程。
3、掌握VHDL的层次化设计方法。
二、实验原理：本实验要用VHDL输入设计方法完成1位全加器的设计。
1位全加器可以用两个半加器及一个或门连接构成，因此需要首先完成半加器的VHDL设计。
采用VHDL层次化的设计方法，用文本编辑器设计一个半加器，并将其封装成模块，然后在顶层调用半加器模块完成1位全加器的VHDL设计。
三、实验内容和步骤：1、打开文本编辑器，完成半加器的设计。
2、完成1位半加器的设计输入、目标器件选择、编译。
3、打开文本编辑器，完成或门的设计。
4、完成或门的设计输入、目标器件选择、编译。
5、打开文本编辑器，完成全加器的设计。
6、完成全加器的设计输入、目标器件选择、编译。
7、全加器仿真8、全加器引脚锁定四、结果及分析：该一位加法器是由两个半加器组成，在半加器的基础上，采用元件的调用和例化语句，将元件连接起来，而实现全加器的VHDL编程和整体功能。
全加器包含两个半加器和一或门，1位半加器的端口a和b分别是两位相加的二进制输入信号，h是相加和输出信号，c是进位输出信号。
构成的全加器中，A,B,C分别是该一位全加器的三个二进制输入端，H是进位端，Ci是相加和输出信号的和，下图是根据试验箱上得出的结果写出的真值表：信号输入端信号输出端Ai Bi Ci Si Ci0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1。
一位全加器的设计
一位全加器的设计一．实验目的1．掌握原理图输入设计。
2．利用一位半加器实现一位全加器。
二．实验原理1．一位半加器输入a，b；输出co，so；其中co为进位输出；so为和的输出；真值表如下图所示。
2．一位全加器真值表如下图所示。
三．实验内容1．以原理图输入作为设计输入，设计半加器。
2．利用设计好的半加器，实现全加器的设计。
3．通过仿真，观察设计的正确性。
4．仿真完成后，将原理图设计转换为VHDL文件。
四．设计提示仔细阅读真值表，思考如何将半加器设计为全加器。
五．实验报告要求1．写出原理图设计。
（半加器电路原理图）（全加器原理图）2．分析设计过程。
用两个半加器构成全加器。
3．记录仿真波形，保存生成的元件以及RTL，将原理图文件转变为VHDL文件。
（全加器仿真图）(符号元件)(全加器RTL)（全加器VHDL文件）LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY quan2 ISPORT(a : IN STD_LOGIC;b : IN STD_LOGIC;c : IN STD_LOGIC;ci : OUT STD_LOGIC;si : OUT STD_LOGIC);END quan2;ARCHITECTURE bdf_type OF quan2 ISCOMPONENT quanPORT(a : IN STD_LOGIC;b : IN STD_LOGIC;co : OUT STD_LOGIC;so : 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 : quanPORT MAP(a => a,b => b,co => SYNTHESIZED_WIRE_2,so => SYNTHESIZED_WIRE_0);b2v_inst1 : quanPORT MAP(a => SYNTHESIZED_WIRE_0,b => c,co => SYNTHESIZED_WIRE_1,so => si);ci <= SYNTHESIZED_WIRE_1 OR SYNTHESIZED_WIRE_2;END bdf_type;4．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，注意语言的流畅。
实验一 1位二进制全加器的设计
实验一基于原理图输入法的1位二进制全加器的设计一、实验目的1、学习、掌握QuartusⅡ开发平台的基本使用。
2、学习基于原理图输入设计法设计数字电路的方法，能用原理图输入设计法设计1位二进制半加器、1位二进制全加器。
3、学习EDA-V型实验系统的基本使用方法。
二、实验内容1、根据1位二进制半加器、1位二进制全加器的真值表，设计并画出1位二进制半加器的原理框图，由半加器及门电路设计并画出1位二进制全加器的原理框图（最终设计的是1位二进制全加器）。
2、用QuartusⅡ原理图输入输入法输入1位二进制半加器的原理框图，并进行编译。
如有输入错误，修改后再进行编译。
4、根据1位二进制半加器的工作原理，选择输入合适的输入信号和波形及其输出信号，进行仿真，得到器件的输入与输出波形，验证设计是否正确。
5、创建1位二进制半加器的的元件图形符号。
6、用QuartusⅡ原理图输入输入法输入1位二进制半加器的原理框图（要求用半加器及门电路设计），并进行编译，仿真。
7、确定实验箱电源关闭的情况下，连接好下载线，然后打开实验箱电源，对器件进行编程下载。
8、编程下载成功后，关闭实验箱电源，拆除下载线，按器件引脚设定及功能要求，连接好各测试线，进行硬件测试验证。
三、实验预习要求1、学习、掌握QuartusⅡ的基本使用，学习本EDA-V实验开发系统。
2、根据1位二进制半加器、1位二进制全加器的真值表，设计并画出1位二进制半加器的原理框图，由半加器及门电路设计并画出1位二进制全加器的原理框图。
3、根据1位二进制半加器、1位二进制全加器的工作原理，设计并画出它们的输入、输出的理论工作波形。
4、初步制定全加器的引脚锁定。
四、实验要求1、实验原理中详细写出1位二进制半加器、1位二进制全加器的设计过程，及它们的输入、输出的理论工作波形。
2、根据实验内容，详细写出实验的各个步骤，方法。
3、记录实验现象或波形，并与理论值比较、分析。
（如仿真波形与理论工作波形的比较分析，硬件测试与理论真值表的比较分析）。
实验一 1位全加器的设计(修改后)
• 步骤三：编辑全加器的原理图： 步骤三：编辑全加器的原理图：
• 由file->new,打开原理图文件Block Diaoram/Schematic File，并存盘为full_adder.bdf
左键双击原理图编辑窗空白处，弹出如下窗口
• 调入 1）半加器：half_adder, 2）二输入或门：2or, 3）输入，输出引脚
实验一 1位全加器的设计 位全加器的设计
一位全加器的原理分析
• 一位全加器可由两个一位半加器与一个或 门构成，其原理图如下图。
该设计利用层次结构描述法， • 首先设计半加器电路，将其打包为半加器 模块； • 然后在顶层调用半加器模块 半加器模块和ALTERA提供 半加器模块 的二输入或门 输入或门组成全加器电路； 输入或门 • 最后将全加器电路编译下载到实验箱，
输入是 两个加数：ain,bin, 一个进位：cin 这三个输入数据是1位（1bit),可由DE2的 SW0,SW1,SW2提供 为了显示更加清楚，可以将ain,bin,cin的输出引 出到DE2上的红色发光二极管显示，可选用 LEDR0,LEDR1,LEDR2. 输出是： 输出是： 和:sum 进位:cout 输出可由DE2的绿色发光二极管显示，可选用 LEDG0,LEDG1
• 步骤一：建立full_adder的工程 (project)
新建立full_adder工程（project)
设置project相关参数
• 设置project放置的位置及其名称,随后按 Next继续
• 添加文件到工程（project)中，在无相关文件需要 添加的情况下，按Next继续
• 选择FPGA目标器件，根据DE2的平台情况，选 择cyclone II系列的EP2C35F672C6,继续
实验一1 1位全加器的设计
实验一1位全加器的设计一、实验目的1.熟悉ISE软件的使用；2.熟悉下载平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。
二、实验原理及说明由数字电路知识可知，一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，其原理图如图1所示。
该设计利用层次结构描述法，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验板，其中a,b,cin 信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，输出sum,cout信号采用发光二极管LED3，LED2来显示。
图1 全加器原理图三、实验步骤1.在ISE软件下创建一工程，工程名为full_adder，工程路径在E盘，或DATA盘，并以学号为文件夹，注意不要有中文路径，注意：不可将工程放到默认的软件安装目录中。
芯片名为Spartan3E系列的XC3S500E-PQG2082.新建Verilog HDL文件，首先设计半加器，输入如下源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;endmodule3.保存半加器程序为half_adder.v，通过HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，随后进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性，观察两种仿真波形的差异。
4.在Design窗口中，选择Design Utilities→Create Schematic Symbol创建半加器模块；5.新建一原理图(Schematic)文件，在原理图中调用两个半加器模块、一个或门模块,按照图1所示连接电路，并连接输入、输出引脚。
完成后另保存full_adder.sch。
6.对设计进行综合，如出现错误请按照错误提示进行修改。
7.HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能，观察两类波形的差异。
FPGA一位全加器设计实验报告
FPGA一位全加器设计实验报告
本实验的目的是学习使用FPGA设计一个全加器，通过实践掌握FPGA硬件描述语言和数字电路设计的一些基础知识和技能。
一、实验背景
数字逻辑电路是计算机硬件的基础，而硬件描述语言是数字电路设计的重要手段。
FPGA是可编程逻辑器件，它可以根据用户的需求进行编程，实现不同的数电逻辑电路。
全加器是组成加法器的重要单元，也是我们学习数字逻辑的重要基础。
二、实验设计
本实验我们将采用Verilog硬件描述语言来设计一个全加器。
代码如下：
module full_add(
input A,B,Cin,
output S,Cout
);
wire w1,w2,w3;
xor(S,w1,A^B);//A异或B
xor(Cout,w2,A&Cin);//A与Cin之后异或
xor(w3,B&Cin,A&Cin);//B与Cin之后异或
xor(Cout,Cout,w3);//再次异或
endmodule
三、测试结果
我们使用Quartus II软件进行仿真和综合。
通过对代码的仿真和波形分析，我们发现该全加器符合设计要求，并且可以正确地输出结果。
四、实验总结
本实验我们学习了FPGA硬件描述语言，掌握了数字电路设计的一些基础知识和技能。
通过设计全加器，我们更深入地理解了数字逻辑电路的原理和应用。
希望在今后的学习中，能够继续深入研究数字电路的知识，为我们掌握计算机硬件设计打下坚实的基础。
EXP01实验一 一位全加器设计
实验一一位全加器电路设计实验目的：1．熟悉EDA软件开发工具（MAX+plus II）的基本操作；2．熟悉KHF-4型CPLD/FPGA实验箱的板上资源分布。
3. 以原理图方式设计一位全加器，进行软件仿真、下载和硬件测试。
实验设备：微型计算机一台、KHF-4型实验箱一个实验原理：全加器原理图和真值表分别如图1和表1所示：图1. 半加器原理图表1. 半加器真值表全加器原理图和真值表分别如图2和表2所示：图2. 全加器原理图表2. 全加器真值表实验步骤：1）打开MAX+plus II设计软件。
2）新建图形编辑文件(File/New/Graphic Edit file）,在文件空白处双击鼠标左键(或选择菜单Symbol/Enter Symbol)打开添加符号对话框(Enter Symbol)，在“Symbol Libraries”框中双击选择“../maxplus2/max2lib/prim”库，在Symbol Files添加半加器原理图中各元件、输入(input)和输出(output)管脚，修改管脚名称后完成半加器原理图的绘制如图1；保存文件到具体设计目下。
图3.新建文件、添加符号和保存文件3）将半加器文件设为顶层文件(File/Project/Set Project to Current File),打开编译器(MAX+plus II/Complier)进行编译综合。
图4.设为顶层和编译4）创建半加器符号(File/Creat Default Symble)。
5）新建图形编辑文件(File/New/Graphic Edit file),在文件空白处双击鼠标左键打开添加符号对话框(Enter Symbol)，从“File Symbol”框中调用半加器符号，完成全加器原理图的绘制如图2，保存文件到具体设计目录。
6）将全加器文件设为顶层文件,打开编译器进行编译综合。
7）新建波形编辑文件(File/New/Waveform Edit file),添加节点信号(在Name下点击鼠标右键选择Enter Nodes from SNF…)并编辑输入信号波形；保存(File/Save)波形文件(按默认文件名点击OK保存)。
1位全加器电路设计
1位全加器电路设计全加器是一种组合逻辑电路，用于将两个二进制数相加，并输出和及进位。
一个1位全加器包含两个输入（被加数和加数）和两个输出（和和进位）。
全加器具有一个额外的输入（进位输入）来接收来自上一位的进位。
一个1位全加器可以使用与门（AND）、异或门（XOR）和或门（OR）来实现。
设计思路如下：1.将两个输入（被加数和加数）分别与一个异或门（XOR）连接，得到一个输出（和）。
2.将两个输入（被加数和加数）分别与一个与门（AND）连接，得到一个输出（进位）。
3.将两个输入的与门（AND）的输出（进位）与进位输入进行异或运算，得到最终的进位输出。
4.将输出（和）和最终进位输出作为全加器的输出。
下面是我对1位全加器的详细设计：首先，我们需要定义输入和输出信号：输入信号：A, B, Cin（被加数，加数，进位输入）输出信号：S, Cout（和，进位输出）接下来，我们可以按照设计思路，逐步实现1位全加器：Step 1: 设计异或门（XOR）的电路将输入A和B连接到一个异或门，得到一个信号X（X=AXORB）Step 2: 设计与门（AND）的电路将输入A和B连接到一个与门，得到一个信号Y（Y=AANDB）Step 3: 设计第一个异或门（XOR）的电路将信号X和进位输入Cin连接到一个异或门，得到一个信号Z（Z = X XOR Cin）Step 4: 设计与门（AND）的电路将信号X和进位输入Cin连接到一个与门，得到一个信号CarryOut （CarryOut = X AND Cin）Step 5: 设计或门（OR）的电路将信号Y和信号CarryOut连接到一个或门，得到输出信号Cout （Cout = Y OR CarryOut）Step 6: 设计或门（OR）的电路将信号X和信号Z连接到一个或门，得到输出信号S（S=XORZ）最后，我们将输入A、B和Cin以及输出S、Cout连接到1位全加器的电路中，即可实现1位全加器。
实验一--一位全加器的原理图设计【范本模板】
桂林电子科技大学实验报告2015-2016学年第二学期开课单位海洋信息工程学院适用年级、专业13级电子信息工程课程名称EDA技术与应用主讲教师覃琴实验名称一位全加器学号1316030515姓名魏春梅实验一一位全加器的原理图设计一、实验目的①掌握Quartus II原理图输入法的编辑、编译（综合）、仿真和编程下载的操作过程.②用原理图输入法设计全加器电路,并通过电路仿真和硬件验证，进一步了解全加器的功能.③熟悉EDA实训仪的使用方法。
二、实验原理考虑来自低位来的进位的加法运算称为”全加”，能实现全加运算的电路称为全加器.1位全加器的真值表如表1。
1所列,表中的A、B是两个一位二进制加数的输入端。
CI是来自低位来的进位输入端。
SO是和数输出端，CO是向高位的进位输出端。
根据真值表写出电路输出与输入之间的逻辑关系表达式为:A B CI SO CO三、实验设备①EDA实训仪1台.②计算机1台（装有Quartus II软件)。
四、实验内容在Quartus II软件中，采用原理图输入法设计1位的全加器电路,编辑、编译（综合）、仿真,引脚锁定，并下载到EDA实训仪中进行验证。
注：用EDA实训仪上的拨动开关S1、S2、SO分别作为加数A、加数B、低位进位输入端CI,用发光二极管L1、L0分别作为和输出端SO、仅为输出端CO。
五、实验预习要求①查阅资料,复习有关全加器的内容，并认真阅读实验指导书，分析、掌握实验原理.②预习理论课本有关Quartus II软件的使用方法，并简要地写出Quartus II软件的操作步骤。
③复习数字逻辑电路有关全加器的内容，设计1位全加器的逻辑电路图。
1、实验电路图路径：E/1316030515/adder2、实验波形仿真图路径：E/1316030515/adder3、实验结果图六、实验总结①用Quartus II软件的原理图输入法进行数字电路设计的方法及步骤。
1、建立工程项目（文件夹、工程名、芯片选择)；2、编辑设计文件（元件、连线、输入输出、检查电路正确性);3、时序仿真（波形验证设计结果）；4、引脚锁定（参考文件锁定输入输出引脚）；5、编译下载;6、硬件调试。
FPGA一位全加器设计
实验一一位全加器的设计一. 实验目的1.熟悉QUARTUSII软件的使用；2.熟悉实验硬件平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。
二. 实验原理三．由于一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成, 首先设计半加器电路, 将其打包为半加器模块；从输出的波形图来验证半加器正确性, 然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；。
从全加器的波形图来验证全加器正确性。
四．实验步骤1.在QUARTUSII软件下创建一工程, 工程名为full_adder, 芯片名为****（查看硬件平台）；新建Verilog语言文件, 输入如下半加器Verilog语言源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;Endmodule保存半加器程序为half_adder.v, 进行功能仿真、时序仿真, 验证设计的正确性。
其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示仿真前的波形:仿真后的波形:4.选择菜单File→Create/Update →Create Symbol Files for current file, 创建半加器模块；5.新建一原理图文件, 在原理图中调用半加器、或门模块和输入, 输出引脚, 按照图1所示连接电路。
并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端, 便于观察。
完成后另保存full_adder。
电路图如下6.对设计进行全编译, 然后分别进行功能与时序仿真, 验证全加器的逻辑功能。
其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示四．思考题为什么在实验步骤3中, 将半加器保存为half_adder, 可否保存为full_adder？答：不能, 因为在程序中, module half_adder(a,b,s,co)已经给程序定义了一个名字叫half_adder, VHDL语言中, 要求程序名与实体名一致, 因此保存的文件名必须和程序名一致, 否则在编译程序的时候就会出现错误。
实验1 1位全加器设计
实验1 一位全加器设计【实验目的】1.掌握数字电路的两种设计方法2.掌握在Cadence中绘制原理图的方法3.掌握芯片外围特性与实现硬件电路4.掌握Verilog HDL设计电路的方法。
【实验内容】1.设计1位全加器2.绘制1位全加器原理图3.在面包板上实现1位全加器设计4.用Verilog HDL行为描述法设计实现1位全加器并仿真【实验器件】1．异或门电路74HC86一片，内含四个异或门，异或门的引脚封装图与内部原理如图1-1所示。
图1-1 异或门74HC86的内部原理图与芯片封装图2．与门电路芯片74HC08一片，内含四个与门，与门的引脚封装图与内部原理如图1-2所示。
图1-2与门74HC08的内部原理图与芯片封装图3．或门电路芯片74HC32一片，内含四个或门，或门的引脚封装图与内部原理如图1-3所示。
图1-3或门74HC32的内部原理图与芯片封装图4．3个1k的电阻和两个发光二极管，一个8路开关，5v电源，面包板一块，导线若干条。
【实验步骤】1．设计1位全加器1）设1位全加器的输入为被加数为A，加数B，低位进位Cin；输出为本位和Sum，对高位的进位为Cout。
2）根据1位加法器的运算{Cout，Sum}=A+B+Cin列真值表如表吗-1所示。
表1-1 1位加法器真值表3）根据真值表列出逻辑表达式CinBACinBACinBACinBABACinABBAABCinCinBACinBACinBASum⊕⊕=⊕+⊕=+++=+++=)()()()(ABCinBAABCinCinABCinBABCinACout+⊕=+++=)(4）手动绘制该原理图，为电路加上开关控制数据输入，用发光二极管显示输出，电路图如图1-4所示。
图1-4 1位全加器原理图2.在实验板上连接实现该电路并分析电路元件构成3.在protel软件中绘制原理图1）绘制元件符号2）绘制原理图4. .在protel软件中绘制pcb1）封装绘制2）pcb绘制。
1位全加器原理图输入设计
实验步骤
（6）波形文件存盘。 （7）运行仿真器。 （注意，刚进入窗口时，应该将最下方的滑标拖 向最左侧，以便可观察到初始波形）。 （8）观察分析波形。 MAX+plusII项及其中的Timing Analyzer选 项，点击跳出的分析器窗口中的Start键。
实验步骤
6. 包装元件入库 7. 设计顶层文件 （1）仿照前面的“步骤2”，打开一个新的原理图 编辑窗，然后在元件输入窗的本工程目录中找到 已包装好的半加器元件，并将它调入原理图编辑 窗中。这时如果对编辑窗中的半加器元件双击， 即刻弹出此元件内部的原理图。 （2）完成全加器原理图设计。 （3）将当前文件设置成Project。
实验步骤
最后启动编译器，首先选择左上角MAX+plusII 选项，在其下拉菜单中选择编译器项Compiler。 点击Start，开始编译！如果发现有错，排除错误 后再次编译。 5. 时序仿真 （1）建立波形文件。选菜单 FileNew，再选择 Waveform Editer..项，打开波形编辑窗。
实验步骤
首先在Assign选项的下拉菜单中选择器件选择项 Device，此窗口的Device Family是器件序列 栏，应该首先在此拦中选定目标器件对应的序列 名，为了选择EPF10K10LC84－4器件，应将此 栏下方标有Show only Fastest Speed Grades 的勾消去以便显示出所有速度级别的器件。完成 器件选择后，按OK键。
一位全加器_可编程逻辑器件VHDL实验报告
1.一位全加器实验报告一、实验目的要求学习计数器的设计、仿真和硬件测试，进一步熟悉VHDL设计技术。
设计程序独立完成全加器的仿真。
全加器由两个半加器组合而成，原理类似。
半加器不考虑低位进位，但有高位进位；全加器要考虑低位的进位且该进位和求和的二进制相加，可能获得更高的进位。
二、设计方法与原理图图1是一个一位二进制全加器电路图，由图1所示，由两个半加器和一个或门构成一个一位二进制全加器；ain,bin为全加器的输入端，cin为全加器的低位进位，sum是全加器的全加和，cout是全加器的全加进位端；从而实现一位二进制全加器。
（图1）一位二进制全加器原理图三、实验内容按照教材上的步骤，在max plus II上进行编辑、编译、综合、适配、仿真。
说明例中各语句的作用，详细描述示例的功能特点，给出其所有信号的时序仿真波形。
四、源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity full_adder isport(a,b,cin:in std_logic;cout,sum:out std_logic);end entity full_adder;architecture fd1 of full_adder iscomponent h_adderport(a,b:in std_logic;co,so:out std_logic);end component;component or2aport(a,b:in std_logic;c:out std_logic);end component;signal d,e,f:std_logic;beginu1: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;五过程性截图六、仿真结果（图2）一位二进制全加器仿真结果七、分析结果与总结由图2，本实验的目标已达成，及通过编写VHDL语言实现一个一位二进制全加器。
实验一一位二进制全加器设计实验
大学实验报告学生： 学 号： 专业班级： 中兴101实验类型：■ 验证 □ 综合 □设计 □ 创新 实验日期： 2012 9 28 实验成绩：实验一 一位二进制全加器设计实验一．实验目的（1）掌握Quartus II 的VHDL 文本设计和原理图输入方法设计全过程； （2）熟悉简单组合电路的设计，掌握系统仿真，学会分析硬件测试结果； （3） 熟悉设备和软件，掌握实验操作。
二．实验容与要求（1）在利用VHDL 编辑程序实现半加器和或门，再利用原理图连接半加器和或门完成全加器的设计，熟悉层次设计概念；（2）给出此项设计的仿真波形；（3）参照实验板1K100的引脚号，选定和锁定引脚，编程下载，进行硬件测试。
三．设计思路一个1位全加器可以用两个1位半加器及一个或门连接而成。
而一个1位半加器可由基本门电路组成。
(1) 半加器设计原理能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。
或：只考虑两个一位二进制数的相加，而不考虑来自低位进位数的运算电路，称为半加器。
图1为半加器原理图。
其中：a 、b 分别为被加数与加数，作为电路的输入端；so 为两数相加产生的本位和，它和两数相加产生的向高位的进位co 一起作为电路的输出。
半加器的真值表为表1 半加器真值表absoco0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 111由真值表可分别写出和数so ，进位数co 的逻辑函数表达式为：b a b a b a so ⊕=+=--（1）ab co = （2）图1半加器原理图(2) 全加器设计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2全加器原理图。
全加器的真值表如下：表2全加器真值表c a b co so0 0 0 0 00 0 1 0 10 1 0 0 10 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 1 01 1 0 1 01 1 1 1 1其中a为加数，b为加数，c为低位向本位的进位，co为本位向高位的进位，so为本位和。
数字电路实验报告-组合逻辑电路的设计：一位全加器
Si
Ci
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
描述
一位全加器的表达式如下：
Si=Ai⊕Bi⊕Ci-1
实验仪器
1.电子技术综合实验箱
2.芯片74LS86、74LS08、74LS32
实验内容及步骤
各芯片的管脚图如下图所示：
一位全加器逻辑电路图如下所示：
1.按上图连线
电学实验报告模板
电学虚拟仿真实验室
实验名称
组合逻辑电路的设计：一位全加器
实验目的
1.学习组合逻辑电路的设计方法
2.掌握组合逻辑电路的调试方法
实验原理
真值表
一位全加器的真值表如下图，其中Ai为被加数，Bi为加数，相邻低位来的进位数为Ci-1，输出本位和为Si。向相邻高位进位数为Ci
输入
输出
Ci-1
Ai
2.测试其逻辑功能，并记录数据
实验结果及分析
实验数据：
Ci-1
Ai
Bi
Si
Ci
0
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一位全加器 实验报告
一位全加器实验报告一位全加器实验报告引言：全加器是数字电路中常见的一种逻辑电路，用于实现二进制加法运算。
在本次实验中，我们将学习并实现一位全加器电路，并通过实验验证其功能和性能。
实验目的：1. 理解全加器的原理和工作方式；2. 掌握全加器的电路设计和实现方法；3. 验证全加器的功能和性能。
实验器材：1. 电路仿真软件（如Proteus、Multisim等）；2. 逻辑门集成电路（如与门、或门、异或门等）；3. 连线材料；4. 示波器（可选）。
实验步骤：1. 确定全加器的真值表，包括输入信号和输出结果的对应关系。
例如，输入信号为A、B和进位Cin，输出结果为和S和进位Cout；2. 根据真值表，设计并搭建全加器电路，使用逻辑门集成电路进行布线；3. 使用电路仿真软件进行仿真验证，输入不同的二进制数值，观察输出结果是否符合预期；4. 如有需要，使用示波器观察电路的工作波形，以进一步验证电路的性能。
实验结果与分析：通过实验，我们成功地实现了一位全加器电路，并验证了其功能和性能。
输入不同的二进制数值，我们观察到输出结果与真值表相符，表明电路的逻辑运算正确。
同时，我们还观察到了电路的工作波形，进一步确认了电路的稳定性和响应速度。
结论：本次实验中，我们学习并实现了一位全加器电路，通过实验验证了其功能和性能。
全加器作为数字电路中常见的逻辑电路，具有重要的应用价值。
在实际应用中，全加器可以被组合成更复杂的电路，用于实现多位二进制加法运算。
通过本次实验，我们不仅掌握了全加器的设计和实现方法，还对数字电路的原理和工作方式有了更深入的了解。
展望：在今后的学习和研究中，我们可以进一步深入研究全加器电路的性能优化和扩展。
例如，可以通过引入更高级的逻辑门集成电路，减少电路的延迟和功耗，提高电路的工作速度和效率。
此外，还可以研究全加器电路在其他领域的应用，如计算机算术单元、密码学等。
通过不断的学习和实践，我们将能够更好地理解和应用数字电路中的全加器。
EDA实验一 1位全加器和四位全加器的设计
实验一1位全加器和四位全加器的设计一、实验目的1、掌握Quartus Ⅱ6.0软件使用流程。
2、初步掌握VHDL的编程方法。
3、掌握图形层次设计方法；4、掌握全加器原理，能进行多位加法器的设计。
二、实验原理（一位全加器的逻辑表达式为：sum=a^b^Cl;Ch= a&b|(a^b)&Cl.（2）四位加法器加法器是数字系统中的基本逻辑器件。
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。
通常，并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。
三、实验连线（1）一位全加器1、将EP2C5适配板左下角的JTAG用十芯排线和万用下载区左下角的SOPC JTAG 口连接起来，万用下载区右下角的电源开关拨到SOPC下载的一边2、将JPLED1短路帽右插，JPLED的短路帽全部上插。
3、请将JP103的短路帽全部插上，，打开实验箱电源。
( 2 ) 四位加法器1、将EP2C5适配板左下角的JTAG用十芯排线和万用下载区左下角的SOPC JTAG 口连接起来，万用下载区右下角的电源开关拨到SOPC下载的一边2、JPLED1短路帽右插，JPLED的短路帽全部上插。
3、请将JP103的短路帽全部插上，，打开实验箱电源。
四、实验代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY fulladder ISPORT(A,B,C1 :IN STD_LOGIC;CH,SUM : OUT STD_LOGIC);END ENTITY fulladder;ARCHITECTURE ADO OF fulladder isSIGNAL AB :STD_LOGIC;BEGINSUM<=A XOR B XOR C1;AB<=A XOR B;CH<=(A AND B) OR (AB AND C1);END ARCHITECTURE ADO;一位全加器波形如下：图4-1四位加法器波形如下：图4-2五、实验仿真过程SW1,SW2,SW3对应a,b,Cl;D101,D102分别对应sum和Ch，当结果为0时彩色LED灯熄灭，当结果为1时彩灯点亮，改变SW1,SW2,SW3的输入状态，观察实验结果。
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• 激励文件生成：由file->new,打开如下选项框,选择 Other Files中的Vector Waveform File :
• 由Edit->end time，打开如下对话框，选择 仿真时间区域，这次实验选择1us,然后点ok
• 点击保存，将波形文件存盘为half_adder.vwf：
• 步骤四：锁定引脚，下载 • 锁定引脚，参考DE2的引脚说明文件 DE2_pin_assignments
To ain bin cut
DE2上的名称 SW[0] SW[1] SW[2] LEDR[0] LEDR[1] LEDR[2] LEDG[0] LEDG[1]
• 也可以将打开的窗口中选择出现在设计中的所有 端口，用鼠标拖至波形编辑窗口：
编辑好波形文件（点击左边 设置a，b的波形，可以自 行选中一段修改），点击保存：
进行功能仿真
• 设置仿真器进行功能仿真: Assignments->setting,选择simulation setting，在 simulation mode中选择functional
Memory • 8-MB SDRAM, 512-KB SRAM, 4-MB Flash • SD memory card slot
Switches, LEDs, Displays, and Clocks • 18 toggle switches • 4 debounced pushbutton switches • 18 red LEDs, 9 green LEDs • Eight 7-segment displays • 16 x 2 LCD display • 27-MHz and 50-MHz oscillators, external SMA clock input
• 步骤一：建立full_adder的工程(project)
新建立full_adder工程（project)
设置project相关参数
• 设置project放置的位置及其名称,随后按 Next继续
• 添加文件到工程（project)中，在无相关文件需要 添加的情况下，按Next继续
• 选择FPGA目标器件，根据DE2的平台情况，选 择cyclone II系列的EP2C35F672C6,继续
• 波动波动开关并观察红色、绿色LED的变化， 验证设计的正确性。
实验一 1位全加器的设计
一位全加器的原理分析
• 一位全加器可由两个一位半加器与一个或 门构成，其原理图如下图。
该设计利用层次结构描述法， • 首先设计半加器电路，将其打包为半加器 模块； • 然后在顶层调用半加器模块和ALTERA提供 的二输入或门组成全加器电路； • 最后将全加器电路编译下载到实验箱，
在library窗口的project下选中创建好的half_adder模 块，并在quartus自带的library中选择需要的其他模 块
可以在左边 里直接输入要 添加的模块，如input、output等
• 用 将各个单元连接起来 • 对输入，输出引脚进行命名。（左键双击 相应模块即可修改）
连接好后，要将top-level改回full_adder,在左边project Navigator窗口下选择files右击full_adder.bdf，在弹出的菜单 中选择set as top-Level entity。然后再编译。
• 将模块的端口信号选入波形编辑框中。打 开view->utility windows->node finder
也可以双击下图所示空白处,在弹出的窗口右 边单击Node finder出现Node finder的选择窗 口
Fitter项选择pins:all，然后点list，左边窗口会 出现端口名称，点>>加入右边窗口后，OK
• 进行时序仿真
• 改变仿真器的设置，Assignments-> setting 选择仿真器设置，更改仿真模式，选择timing：
• 由Processingstart Compilation对设计进行编译 • 由Processingstart simulation得到时序仿真波形。
•
验证half_adder.v设计正确后，将half_adder封 装成一个模块，选择菜单 File→Create/Update→Create Symbol Files for current file，创建半加器模块；供后续的原理图 调用：
• 步骤三：编辑全加器的原理图：
• 由file->new,打开原理图文件Block Diaoram/Schematic File，并存盘为full_adder.bdf
左键双击原理图编辑窗空白处，弹出如下窗口
• 调入 1）半加器：half_adder, 2）二输入或门：2or, 3）输入，输出引脚
• 设置综合，仿真，时序分析软件，在此可以捆绑 第三方工具，本次实验，选用软件自带的工具， 按Next继续
• 设置参数的总结，按Finish完成project的建 立。
• 步骤二：设计half_adder的Verilog模块
• 由File->new,可打开下面的选项，选择 Verilog HDL File,按OK继续
DE2介绍
FPGA • Cyclone II EP2C35F672C6 FPGA and EPCS16 serial configuration device
I/O Devices • Built-in USB Blaster for FPGA configuration • 10/100 Ethernet, RS-232, Infrared port • Video Out (VGA 10-bit DAC) • Video In (NTSC/PAL/Multi-format) • USB 2.0 (type A and type B) • PS/2 mouse or keyboard port • Line-in, Line-out, microphone-in (24-bit audio CODEC) • Expansion headers (76 signal pins)
输入是 两个加数：ain,bin, 一个进位：cin 这三个输入数据是1位（1bit),可由DE2的 SW0,SW1,SW2提供 为了显示更加清楚，可以将ain,bin,cin的输出引 出到DE2上的红色发光二极管显示，可选用 LEDR0,LEDR1,LEDR2. 输出是： 和:sum 进位:cout 输出可由DE2的绿色发光二极管显示，可选用 LEDG0,LEDG1
• 步骤五：下载
• 首次使用，须安装DE2的驱动程序, • 将DE2通过USB端口连接到计算机，并接上电源。（可能 需要关闭杀毒软件） • 由Tools->Programmer,弹出对话框：
• 双击Hardware setup，在弹出的对话框中双击 USB-Blaster，选中下载的硬件
• 选中full_adder.sof,选择Start开始下载：
Location PIN_N25 PIN_N26 PIN_P25 PIN_AE23 PIN_AF23 PIN_AB21 PIN_AE22 PIN_AF22
• 锁定引脚的方法： 方法一：选择Assignments->Assignment Editor,进入编辑窗口，在category栏中选择 Pin，再双击TO栏，分别选择要锁定的引脚 名，并双击Location栏中的New，选择相应 的引脚号
• 在对话框中的simulation input中选择half_adder.vwf, 指定激励文件（一般软件都自行加入了）
• 由Processinggenerat functional simulation netlist 得到功能仿真的网表文件 • 由Processingstart simulation得到功能仿真波形。
• 在打开的空白文档，编辑半加器的Verilog描述，并保存
在左边project Navigator窗口下选择files右击half_adder.v， 在弹出的菜单中选择set as top-Level entity。然后编译。
• 验证half_adder.v的正确与否，进行仿真，一般先 进行功能仿真，再进行时序仿真。 • 为了仿真，首先编辑测试文件。本次实验由于系 统简单，采用对输入信号进行输入波形编辑的方 法得到激励文件
• 锁定引脚方法二： 1）根据DE2_pin_assignments文件内容、 格式制作本设计引脚对应文件的引脚锁定 文件：full_adder.csv 2) 由Assignments->Import Assignment，打 开对话框，调入引脚对应文件即可。
• 仿照半加器的步骤，进行全加器的功能仿 真和时序仿真。得到仿真波形，确认全加 器设计正确。