八位加法器
8位加法器的设计
实验二8位加法器的设计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（4）掌握元件例化设计思想2.实验内容设计一个由两个4位二进制并行加法器级联而成的8位加法器。
参考设计方案：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，下图即为八位加法器原理框图。
3.实验要求（1）画出系统的RTL原理框图，说明系统中个主要成分的功能（2）编写VHDL程序（3）进行系统时序仿真，画出时序图（4）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电路图如图所示，一个8位加法器由2个4位二进制并行加法器级联构成，4位二进制并行加法器U1的进位输出串接在U2的低位进位CIN上，4位二进制并行加法器U1的输入是A、B、CIN，4位二进制并行加法器U2的输入是A、B和由U1来的进位CONT，从而得到一个8位全加器。
6.仿真波形7.实验心得在本次实验中我遇到的问题是，刚开始我以为只要把4位二进制并行加法器和8位二进制加法器的VHDL程序代码全打在ADDER8B 中编译就可以了，这样做虽然也能够编译成功，但是，结果是，Quartus II软件只默认编译的第一个源程序，也就是4位二进制并行加法器的源程序。
结果我尝试了很久才发现，原来要把两个.vhd文件分开书写，并且8位二进制加法器的顶层文件名要与程序的实体名称一致。
_8位加法器
8位加法器VHDL实验作业----------授课老师：杨守良设计算法：先由一个半加器构成一个全加器，8位加法器可以由8个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相临的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。
也可用VHDL语言描述，输入a0～a7八位二进制数，共128种状态，采用VHDL中的算术运算可以实现。
一．8位加法器VHDL设计描述为：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity add_8 isport (a,b: in integer range 0 to 128 ;sum: out integer range 0 to 256);end add_8;architecture one of add_8 isbeginsum<=a+b;end one;8位二进制加法器示意图可表示如下：A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0+ B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0第一位相加：A0+B0=S0+C0 半加器第二位相加：A1+B1+C0=S1+C1 全加器8位二进制加法（11110010B）+（10011001B）=(110001011)B(11100011)B + (11000011)B=(110100110)B二、8位加法器原理图输入如下：二．8位加法器波形仿真如图所示：课后总结：通过8位加法器的设计此次作业，基本掌握利用QuartusⅡ的原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的基本流程。
学会用简单VHDL语言描述加法器。
八位加法器原理
八位加法器原理八位加法器是数字电路中常见的电路之一。
它的功能是将两个八位二进制数相加并输出结果。
在这个过程中，它需要进行多项运算，同时需要进行进位和溢出的处理。
下面我们就来详细了解一下八位加法器的原理。
八位加法器常见的实现方法是采用全加器的形式。
全加器由三个输入，即两个加数和进位信号，一个输出，即相加结果，以及一个输出，即输出进位信号。
而八位加法器则由八个全加器按照一定的结构组成。
在实际电路中，每个全加器只需三个晶体管和几个电阻等简单元器件即可实现。
当两个加数为A和B，并且它们的二进制位分别为a1,a2,a3...a8和b1,b2,b3...b8时，它们的相加结果可以用以下形式表示：S = a1 ⊕ b1 ⊕ C0a2 ⊕ b2 ⊕ Ci...a8 ⊕ b8 ⊕ Ci+6其中“⊕”表示异或运算，C0表示初始进位信号（一般为0），Ci表示第i位的进位信号，Si表示第i位的相加结果。
为了方便电路的设计和布线，通常把八个全加器按照位数分别编组，构成类似于“树”的结构，并设置相应的进位信号的传递逻辑。
具体来说，从最低位（即a1和b1）的全加器开始，将它的输出进位信号Ci接到第i+1位的全加器的进位信号输入端，直到第八位（即a8和b8）的全加器。
最终的相加结果S就是第八个全加器的输出。
在运算的过程中，如果某一位相加后的结果超出了8位二进制数的表示范围，则会发生溢出。
当发生溢出时，需要将结果重新调整，使其符合8位二进制数的表示规范。
此外，如果最高位的进位信号Ci+7为1，则也需要进行进位的处理。
总之，八位加法器是数字电路中一个常见、基础的电路。
通过它的组合运算，我们可以获得两个二进制数的和，并进行进位和溢出的处理。
理解八位加法器的原理和运作方式，对于数字电路的学习和设计都有很大的指导意义。
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。
八位二进制加法器
编码器与74LS283加法器相接，通过8421BCD码加法器串接可以计算三位十进制数的加法运算，输出结果通过数码管显示
2、总体设计方案论证及选择
加法器方案设计
方案一：
当有多位数相加，则可采用并行相加串行进位的方式来完成。例如，有两个４位二进制数A3A2A1A0和B3B2B1B0相加，可以采用两片内含两个全加器或1片内含４个全加器的集成电路组成，其原理图如下图所示：
综合各个方面的，我们可以选择超前进位加法器来设计电路。
3、系统框图
输入十进制数输出四位二进制数
输出和数
输入二进制数串接
输出十进制数
4、工作原理
当输入十进制数的时候，8421BCD码编码器先开始工作，编码器先将十进制数转换成四位二进制数，输出的四位二进制数直接到达8421BCD码加法器的输入端，我们可以使用
2、总电路图：
2.1三位十进制数相加总电路图
2.2八位二进制数加法总电路图
第四章结束语
此次电子系统设计中，我们投入了最大的热情和精力，从参照资料，设计电路图，选择元器件到设计电路，每一个过程都经过了大家的共同探讨，其过程中出现了不少的问题，我们没有气馁，没有退缩，我们积极向同学和老师请教，并且一遍又一遍的重复实践，直到我们期望的结果实现。事实也证明我们的努力没有白费，认真严谨的实习态度给我们带来了成功的喜悦！通过这次电子系统设计，我们掌握了设计一个数字电路的基本方法和基本步骤，实际解决了设计中出现的问题，增强了寻找问题，解决问题的能力。此次电子设计的成功不仅帮助我们更好地掌握书本知识，尤其重要的是增强了我们的自信，培养了我们独立思考的能力。通过这次课程设计，我学到了很多，学习知识不只是一个记忆的过程，也是消化吸收的过程，只有通过实验才能检验所学知识的是否扎实牢靠。原本以为已经把课本吃的挺透的了，没想到在实际操作过程中还是出现了很多问题。最开始的时候一直没有头绪，不知道如何下手，不能把所学到的知识应用到实际的电路设计中去。在经过认真思考、仔细分析后，完成了电路，较为完整的实现了课程设计的要求。在这个过程中，最感谢的是老师和同学们的帮助，我们得以解决问题，使实验顺利进行下去。唯一美中不足的就是对比其他同学的实验，感觉我们的实验内容有一点少，涉及的知识并不是很多，不能从课程设计中学到更多的知识，颇为遗憾。
八位超前进位加法器电路
八位超前进位加法器电路
1. 结构描述，八位超前进位加法器电路通常由八个全加器和一个最高位的进位输入组成。
每个全加器负责对应位置上的两个二进制位和上一位的进位进行加法运算，并输出该位置的结果和进位。
最高位的进位输入则用于处理最高位的进位情况。
2. 功能原理，当两个八位二进制数输入到这个电路时，每个全加器会对应位置上的两个二进制位进行加法运算，并考虑上一位的进位情况。
如果相加的结果超过了二进制的表示范围，就会产生进位。
最后，所有的进位输出会被连接起来，形成最终的进位输出。
3. 电路设计，八位超前进位加法器电路的设计需要考虑到每个全加器的连接方式，以及最高位的进位输入。
通常会采用级联的方式连接八个全加器，同时将最高位的进位输入与最高位的两个二进制位相加的进位输出相连。
4. 性能特点，这种电路能够高效地对两个八位二进制数进行加法运算，并能够处理进位情况，保证计算的准确性。
同时，由于采用了超前进位的设计，可以加快进位的传播速度，提高运算效率。
5. 应用领域，八位超前进位加法器电路常常用于数字逻辑电路中，例如在计算机的算术逻辑单元（ALU）中，用于执行二进制加法运算。
此外，在数字信号处理、通信系统等领域也有广泛的应用。
总结起来，八位超前进位加法器电路是一种用于对两个八位二进制数进行加法运算的电路，它的结构、功能原理、电路设计、性能特点和应用领域都有着重要的意义。
希望以上回答能够满足你的要求。
实验06八位硬件加法器
实验六8位硬件加法器一. 实验目的1. 掌握QuartusII的硬件描述语言设计方法2. 了解同步计数器的原理及应用3. 设计一个带使能输入、进位输出及同步清零的增1四位N (N<16)进制同步计数器二. 准备知识1. 串行进位加法器若有多位数相加，则可采用并行相加串行进位的方式来完成。
例如，有两个４位二进制数A3A2A1A0和B3B2B1B0相加，可以采用两片内含两个全加器或1片内含４个全加器的集成电路组成，其原理图如图6.1所示：图6.1 串行进位加法器由图6.1可以看出，每1位的进位信号送给下1位作为输入信号，因此，任1位的加法运算必须在低1位的运算完成之后才能进行，这种进位方式称为串行进位。
这种加法器的逻辑电路比较简单，但它的运算速度不高。
为克服这一缺点，可以采用超前进位等方式。
2. 超前进位加法器对于一个加法器来说，它是一个纯组合电路。
也就是它的输出在输入出现的时刻就已经确定了，包括它的和和进位值，是输入的组合逻辑。
换而言之，只要知道输入，在不算出和的情况下也可以得到进位值，该值仅为输入的组合逻辑，以这样的一种思路设计的叫超前进位加法器。
而所谓串行进位加法器，就是必须算得低位加法的值后才可以继续计算高位值，如图6.1所示的电路，引用了一位全加器构成了四位全加器。
在硬件实现上，在4倍的单个全加器延时时间内它的输出都是不准确的，必须经过4倍的单个全加器延时时间才能得到准确值。
如果是16位或32位的加法器，延时是不可容忍的。
因此一般来说是直接利用输入组合逻辑方式同时决定结果的每一位和输出进位来实现的加法器，为超前进位加法器，相比与串行加法大大减低了多位加法所需要的延迟。
由于串行进位加法器的速度受到进位信号的限制，人们又设计了一种多位数超前进位加法逻辑电路，使每位的进位只由加数和被加数决定，而与低位的进位无关。
现在介绍超前进位的概念。
根据全加器的功能，可列出它的真值表：表6.1 全加器真值表由全加器的真值表可得Si 和Ci 的逻辑表达式：1111111i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i S A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C -------=+++=⊕+⊕=⊕⊕ （6.1）11111i i i i i i i i i i i i i i i i i i C A B C A B C A B C A B C A B A B C -----=+++=+⊕ （6.2）定义两个中间变量Gi 和Pi ：i i i i i iG A B P A B ==⊕ （6.3）当Ai ＝Bi ＝1时，Gi ＝1，由Ci 的表达式可得Ci ＝1，即产生进位，所以Gi 称为产生量变 。
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。
用原理图方法设计8位全加器
实验报告一一、实验目的熟悉利用QuartusII的原理图输入方法设计简单电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA软件进行电子线路设计的详细流程。
二、实验内容1.根据工作原理，完成1位半加器和全加器的设计；2.建立一个更高的原理图设计层次，利用以上获得的1位全加器构成8位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真。
三、实验环境计算机、QuartusII软件四、实验步骤1.根据半加器工作原理，建立电路并仿真，并将元件打包。
(1)电路（2）仿真：仿真结果分析：S为和信号，当A=1，B=0或A=0，B=1时，和信号S为1，否则为0.当A=B=1时，产生进位信号，及CO=1。
（3）打包后的文件：2.利用半加器构成一位全加器，并打包。
（1）电路（2）仿真仿真结果分析：CI为来自低位的进位，S=A xor B xor CI,即：当A,B,CI中有一位为高电平‘1’或者三位同时高电平为‘1’，则S=1，否则S=0；当A,B,CI有两位或者三位同为高电平‘1’时，产生进位信号CO=‘1’。
（3）打包后的文件3.利用全加器构成8位全加器，并完成编译、综合、适配、仿真。
（1）电路（2）仿真仿真结果分析：八位全加器，和S分别与A，B 对应。
当来自第七位的进位信号为‘1’、A 的最高位和B的最高位三者有两个位高电平‘1’时，则产生进位信号CO=‘1’。
五、实验结果与讨论实验的仿真结果与预计的结果一致，所以所设计的电路是正确的。
不足的地方有：1、对软件还不够熟悉，所以操作的有点慢；2、设计电路时，由于数字电路的知识有些开始淡忘了，所以应当及时去补缺补弱。
六、总结思考题：为了提高加法器工作速度，如何改进以设计的进位方式？答：采用超前进位。
串行加法器的第i位进位是由0~（i-1）决定的，而超前进位是事先得出每一位全加器的进位输出信号，而无需再从低位开始向高位逐位传递进位信号了，这就有效地提高了工作速度了。
8bit 符号数加法器
8bit符号数加法器一、概述8bit符号数加法器是一种用于实现两个8位二进制数相加的硬件或软件设备。
在数字电路和计算机编程中，这种加法器对于各种应用和计算任务非常有用。
二、设计原理符号数加法器基于二进制数的加法原理进行设计。
当两个二进制数相加时，我们需要考虑的是每一位上的数值相加的结果，以及最高位的进位问题。
对于负数，我们还需要考虑到符号位的问题。
为了处理这些情况，符号数加法器设计为可以识别输入数字的符号，并根据不同的符号采取不同的加法策略。
三、硬件实现8bit符号数加法器的硬件实现方法多种多样，具体实现方式取决于所使用的硬件平台和设计要求。
常见的实现方式包括微处理器、FPGA（现场可编程门阵列）以及其他数字逻辑设备。
微处理器通常具有专门的硬件模块或软件算法来实现加法运算，而FPGA则允许根据需要进行自定义设计。
在FPGA实现中，可以使用计数器或寄存器来存储输入数字的数值位，以及查找表来存储输入数字的符号位。
此外，可能需要使用额外的逻辑和寄存器来处理溢出和下溢情况。
四、软件实现8bit符号数加法器的软件实现方法也很多样化，具体实现方式取决于所使用的编程语言和设计要求。
常见的编程语言如Python、C++、Java等都可以方便地实现这个功能。
在软件实现中，可以通过编写程序代码来实现8bit符号数加法器的功能，并进行相应的测试和验证。
五、应用场景8bit符号数加法器可以应用于各种数字系统和计算机编程模型中，例如数字信号处理、嵌入式系统、游戏开发、人工智能等。
它提供了高效、可靠的数字运算功能，对于这些应用中的计算任务至关重要。
除此之外，它还可以用于数据校验、加密解密、科学计算等领域。
六、总结8bit符号数加法器是一种重要的数字电路组件，它能够将两个8位的二进制数相加，并对负数的符号进行特殊处理。
通过不同的硬件和软件实现方法，我们可以方便地设计和使用这个加法器。
它的应用范围广泛，为各种数字系统和计算任务提供了有力的支持。
谭会生eda实验报告八位加法器
EDA实验报告学院：电气学院班级：电科1班学号：***********姓名：***实验二八位加法器是设计1.实验目的（1）进一步熟悉掌握Quartus Ⅱ。
（2）进一步熟悉和掌握GW48-CK或其他EDA实验开发系统的应用。
（3）学习和掌握VHDL进程语句和元件例化语句的使用。
2.实验内容设计并调试好8位加法器电路ADDER8B,并用GW48-CK或其他EDA实验开发系统进行硬件验证。
3.实验条件（1）开发软件：Quartus Ⅱ。
（2）实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。
（3）拟用芯片：EPM7128S-PL84.4.实验设计1）系统原理框图为了简化设计并便于显示，本累加器电路adder8b的设计分为两个层次，其底层电路包括4位二进制adder4b源程序，再由两个4位二进制并行加法器级联而成。
Adder4b电路图Adder8b电路图2）VHDL程序累加器adder8b的底层和顶层电路均采用VHDL文本输入，有关VHDL程序如下。
Adder4b的VHDL源程序：--ADDER4B.VHDLIBARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.SLL;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B5<=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;Adder8b的VHDL源程序：--ADDER8B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.SLL;ENTITY ADDER8B IS --4位二进制加法器级联成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ADDER4B定义界面端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 DOWNTO 0),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=>C8,A4=>A8(7 DOWNTO 4),B4=>B8(7 DOWNTO 4),S4=>S8(7 DOWNTO 4),CO4=>CO8);END ARCHITECTURE ART;3）仿真波形设置本程序包括两个程序，因此先进行底层的累加器adder4b的方针，在进行顶层adder8b的仿真，下图为adder4b的输入设置及可能结果估计图。
八位加法器设计实验报告
八位加法器设计实验报告实验名称：八位加法器设计实验一、实验目的：1.了解数字电路中加法器的基本原理。
2.学习八位加法器的设计和实现方法。
3.掌握八位加法器的工作过程和输出结果。
二、实验器材：数字电路实验箱、电源线、逻辑门芯片（2个8位加法器芯片、1个与门芯片、1个或门芯片）、导线、电压表，显示器。
三、实验原理：四、具体步骤：1.搭建实验电路。
将两个8位加法器芯片、一个与门芯片、一个或门芯片分别插入数字实验箱中，并使用导线连接它们。
将A和B分别连接到8位加法器芯片的A和B输入端，将进位输入端Cin接地。
然后将两个八位加法器芯片的S0-S7依次连接到特定点，作为低位数；再将与门芯片的S仅连接到A口或B口上的特定点，或门芯片的S仅连接到A口上的特定点；然后将A、B、Cin的高位输入引脚接到与门芯片的输入端上；最后将八位加法器芯片的Cout引脚接到特定点，作为进位输出；将与门芯片和或门芯片的输出引脚接到显示器上。
2.进行实验。
给定任意两个8位操作数A和B，将它们输入到加法器中，并设置进位输入端Cin为0。
观察显示器上的运算结果。
3.分析实验结果。
根据实验数据和观察结果，分析八位加法器的工作过程和输出结果，研究其工作原理。
5.总结实验。
根据实验结果和分析，总结设计和实现八位加法器的方法，并讨论可能存在的问题和改进方法。
五、注意事项：1.在搭建实验电路之前，仔细检查电路连接是否准确、导线是否插紧。
2.在实验过程中，注意实验安全，注意观察显示器上的运算结果，及时记录实验数据。
3.实验结束后，将电源关闭，清理整理实验场地，将实验器材归位。
六、实验结果：S0=1，S1=1，S2=0，S3=0，S4=0，S5=0，S6=1，S7=1，Cout=1七、实验总结：通过本次实验，我学习了数字电路中加法器的基本原理，掌握了八位加法器的设计和实现方法，了解了八位加法器的工作过程和输出结果。
我通过实际搭建电路、输入操作数并设置进位输入，观察了八位加法器的运算结果，并根据实验结果进行了分析和总结。
全加器实现的8位行波进位加法器
计算机组成原理实验报告实验项目全加器实现的8位行波进位加法器成绩一、实验目的：1、理解加法器的原理；2、掌握各种常见的加法器的设计方法。
二、实验原理：本实验中，用8个全加器实现8位的串行波进位加法器。
所用的全加器内部逻辑如全加器的两个基本公式。
将8个全加器串联起来，也就是说低位全加器的进位输出连到相邻的高位全加器的进位输入，就构成了8位加法器。
实验电路图如下参照全加器的原理，port：输入的8位操作数a : in std_logic_vector(7 downto 0);b : in std_logic_vector(7 downto 0);低位进位：cin : in std_logic;最高位进位：carryout : out std_logic;相加的和：sum : out std_logic_vector(7 downto 0)对应位相加可能出现进位，定义信号变量：signal c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6:std_logic;根据行波进位加法器的原理，我们需要实现将低位加法器的进位输出连到相邻高位全加器的进位输入的功能。
要实现这一功能，就要完成两部分运算：1、两个操作数的对应位相加，程序为：sum(1)<=a(1) xor b(1) xor c0;（其中c0为低位的进位）...sum(7)<=a(7) xor b(7) xor c6;注意：sum(0)与后面的略有不同，因为其没有低位进位，但我们已经定义了cin,因此程序为：sum(0)<=a(0) xor b(0) xor cin;2、计算本位向高位的进位，程序为：c1<=(a(1) and b(1))or(a(1)and c0)or(b(1)and c0);…c6<=(a(6) and b(6))or(a(6)and c5)or(b(6)and c5);3、计算最高位，程序为：carryout<=(a(7) and b(7))or(a(7)and c6)or(b(7)and c6);由此就将8位加法器串联起来，实现八位全加器的功能。
EDA综合实验——八位全加器
学生实验报告系别电子信息学院课程名称《EDA综合实验》班级实验名称8位全加器的设计姓名实验时间2014年月日学号指导教师王红航成绩批改时间2014年月日报告内容一、实验目的和任务利用Quartus II 原理图输入方法设计简单组合电路, 通过一个8位全加器的设计掌握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。
二、实验原理介绍三、一个8位全加器可以由2个4位全加器构成, 加法器间的进位可以用串行方式实现, 即将低位加法器的进位输出cout 与相邻的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。
四、设计代码（或原理图）、仿真波形及分析在Quartus II 集成环境下, 选择“Bock Diagram/Schematic File”, 进入Quartus II图形编辑方式。
双击编辑窗口, 在元件选择窗口的符号库“Library”栏中, 选择”Primitives”文件夹中的”Logic”后, 调出元件。
根据8位加法器设计的原理图, 将2个4位加法器74283及输入、输出元件符号调入, 完成电路内部的连接及输入、输出元件的连接, 并将相应的输入、输出元件符号名分别更改为A[7..0]、B[7..0]、SUM[7...0]和OUT2。
再将当前设计设定为工程, 目标芯片类型为ACEX1K；型号为EP1K30TC144-3。
编译设计文件, 选择“Start Compilation”对文件进行编译。
然后进行逻辑仿真设计, 先建立波形文件, 然后输入信号节点, 设置波形参量, 编辑输入信号, 保存文件。
时序仿真图功能仿真图由图片可以看出, 当8位全加器的输入端口A输入为60时, B端口输入为160时, 输出SUM 为220, 进位OUT2为0；当输入端口A输入为60时, B输入为200时, SUM为4, 进位OUT2为1.当8位全加器的输入端口A输入为80时, B端口输入为200时, 输出SUM为24, 进位OUT2为1；当输入端口A输入为80时, B输入为160时, SUM为240, 进位OUT2为0.证明设计是正确的。
计算机组成原理实现八位串行加法器
计算机组成原理实现八位串行加法器下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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8位加法器的设计
8位加法器的设计一设计原理1．课题认识加法器是为了实现加法的。
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。
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。
由任务书可知，本次课题要解决的问题如下：1. 四位加法器的设计。
2. 两个四位加法器级联为八位加法器的问题。
3. 8位结果和进位显示十进制的问题。
4. 动态显示的问题。
2．设计思路8位加法器采用两个4位二进制并行加法器级联而成。
四位加法器可以采用四个一位全加器级连成串行进位加法器，实现框图如下图所示。
课题要求计算的和要用十进制显示，并要求动态显示。
可以设计一个9位二进制显示为十进制的子程序，并采用分频，来实现动态显示！用两个并行四位加法器实现一个八位加法器的框图如下：二设计过程有设计思路可知，要实现8位加法器，需要三个子程序：1. 4位加法器；2.十进制显示环节；3.动态显示环节。
1. 4位二进制并行加法器的设计①运用四个全加器级连成串行进位加法器。
程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADD4 ISPort(A,B:in STD_logic_vector(3 downto 0); --输入四位二进制。
ci:in STD_logic; --输入进位。
co: out STD_logic; --输出进位。
so:out STD_logic_vector(3 downto 0) ); --输出和。
end;ARCHITECTURE h1 of ADD4 isbeginprocess(A,B)variable cq, qq, sq: STD_logic_vector(3 downto 0);beginqq(0):= not(A(0) XOR (NOT (B(0)))); sq(0):= not(qq(0) XOR (NOT(ci))); --低位相加并if ((A(0) xor B(0))='1') then cq(0):= ci; --产生进位。
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大庆石油学院课程设计课程硬件课程设计题目八位加法器设计院系计算机与信息技术学院专业班级计算机科学与技术07-1班学生姓名张媛媛学生学号080702140405指导教师李军2010年7 月20 日大庆石油学院课程设计任务书课程硬件课程设计题目八位加法器设计专业计算机科学与技术姓名张媛媛学号 080702140405主要内容、基本要求等一、主要内容：利用EL教学实验箱、微机和QuartusⅡ软件系统，使用VHDL语言输入方法设计八位加法器。
要求可以利用层次设计方法，分为秒模块、分模块，时模块、扫描模块、LED和扬声器编码模块等，规定好模块与模块之间的接口，最后用原理图输入法连接各模块，将各模块合起来联试，仿真；也可以不分模块的直接编写整个程序，最后进行调试仿真和测试。
二、基本要求：1．掌握多位计数器相连的设计方法。
2．掌握十进制，六进制，二十四进制计数器的设计方法。
3．继续巩固多位共阴级扫描显示数码管的驱动，及编码。
4．掌握扬声器的驱动。
5．LED灯的花样显示。
6．掌握EPLD技术的层次化设计方法。
7.按照规范写出论文，要求字数在4000字以上，并进行答辩。
论文内容包括概述（学习、调研、分析、设计的内容摘要）、EDA技术的现状和发展趋势、对EL教学实验箱和Quartus Ⅱ软件的掌握程度、八位加法器的设计过程（包括原理图或程序设计、编译、仿真分析、硬件测试的全过程），论文中含有原理图、程序、仿真波形图及其分析报告。
完成期限第20周指导教师李军专业负责人袁满2009年6 月29日摘要本文介绍了利用EL教学实验箱和微机上的QuartusⅡ等软件系统，使用VHDL语言输入方法和原理图设计八位加法器。
VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language,诞生于1982年。
1987年底，VHDL被IEEE和美国国防部确认为标准硬件描述语言。
自IEEE公布了VHDL的标准版本，IEEE-1076（简称87版）之后，各EDA公司相继推出了自己的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。
此后VHDL在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准的硬件描述语言。
1993年，IEEE对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容，公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本，（简称93版）。
本文简单介绍EDA技术的发展史、说明QuartusⅡ的使用过程，阐述了八位加法器的设计与实现的相关过程。
关键词：EDA（电子设计自动化）；VHDL（硬件描述语言）；八位加法器；QuartusⅡ目录第1章概述 (1)1.1EDA的概念 (1)1.1.1 EDA技术及应用 (2)1.1.2 EDA技术发展趋势 (2)1.2EDA的工作平台 (3)1.2.1 EDA硬件工作平台 (3)1.2.2 EDA 的软件工作平台 (3)第2章数字钟原理图设计 (4)2.1数字钟原理流程图： (4)2.2数字钟原理图： (5)第3章数字钟程序设计 (6)3.1数字钟详细分析 (6)3.1.2实验原理 (6)3.2数字钟的设计过程 (6)3.2.1设计规划 (6)3.2.2设计说明 (7)3.3VHDL设计 (7)3.3.1 数字钟源程序（VHDL语言编译） (7)结论 (13)参考文献 (14)第1章概述1.1 EDA的概念EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。
由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义[1]。
但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。
可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。
完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片[2]。
EDA技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统的设计发展起来的，至今已有30多年的历程。
大致可以分为三个发展阶段。
20世纪70年代的CAD(计算机辅助设计)阶段：这一阶段的主要特征是利用计算机辅助进行电路原理图编辑，PCB布同布线，使得设计师从传统高度重复繁杂的绘图劳动中解脱出来。
20世纪80年代的QAE(计算机辅助工程设计)阶段：这一阶段的主要特征是以逻辑摸拟、定时分析、故障仿真、自动布局布线为核心，重点解决电路设计的功能检测等问题，使设计能在产品制作之前预知产品的功能与性能[3]。
20世纪90年代是EDA(电子设计自动化)阶段：这一阶段的主要特征是以高级描述语言，系统级仿真和综合技术为特点，采用“自顶向下”的设计理念，将设计前期的许多高层次设计由EDA工具来完成[4]。
EDA是电子技术设计自动化，也就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。
该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用，使设计更复杂的电路和系统成为可能。
在原理图设计阶段，可以使用EDA中的仿真工具论证设计的正确性；在芯片设计阶段，可以使用EDA中的芯片设计工具设计制作芯片的版图；在电路板设计阶段，可以使用EDA中电路板设计工具设计多层电路板。
特别是支持硬件描述语言的EDA 工具的出现，使复杂数字系统设计自动化成为可能，只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确，就可以进行该数字系统的芯片设计与制造[5]。
21世纪将是EDA技术的高速发展期，EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。
硬件描述语言 : 硬件描述语言(HDL)是一种用于进行电子系统硬件设计的计算机高级语言，它采用软件的设计方法来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式。
常用硬件描述语言有HDL、Verilog和VHDL语言[6]。
1.1.1 EDA技术及应用电子EDA技术发展迅猛，逐渐在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。
在教学方面：几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA 课程。
主要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念、硬件描述系统逻辑的方法、使用EDA工具进行电子电路课程的模拟仿真实验并在作毕业设计时从事简单电子系统的设计，为今后工作打下基础。
具有代表性的是全国每两年举办一次的大学生电子设计竞赛活动。
在科研方面：主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真；利用虚拟仪器进行产品调试；将FPGA器件的开发应用到仪器设备中。
在产品设计与制造方面：从高性能的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子玩具电路等，EDA技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真、产品调试，而且也在后期的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、器件的制作过程等有重要作用。
可以说电子EDA技术已经成为电子工业领域不可缺少的技术支持[7]。
1.1.2 EDA技术发展趋势EDA技术在进入21世纪后，由于更大规模的FPGA器件的不断推出，在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能强大的EDA软件不断更新、增加，使电子EDA 技术得到了更大的发展。
电子技术全方位纳入EDA领域，EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容，突出表现在以下几个方面：使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能；基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块；软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认；SoC高效低成本设计技术的成熟。
随着半导体技术、集成技术和计算机技术的迅猛发展，电子系统的设计方法和设计手段都发生了很大的变化。
可以说电子EDA技术是电子设计领域的一场革命。
传统的“固定功能集成块十连线”的设计方法正逐步地退出历史舞台，而基于芯片的设计方法正成为现代电子系统设计的主流。
作为高等院校有关专业的学生和广大的电子工程师了解和掌握这一先进技术是势在必行，这不仅是提高设计效率的需要，更是时代发展的需求，只有掌握了EDA技术才有能力参与世界电子工业市场的竞争，才能生存与发展。
随着科技的进步，电子产品的更新日新月异，EDA技术作为电子产品开发研制的源动力，已成为现代电子设计的核心。
所以发展EDA技术将是电子设计领域和电子产业界的一场重大的技术革命，同时也对电类课程的教学和科研提出了更深更高的要求。
特别是EDA技术在我国尚未普及，掌握和普及这一全新的技术，将对我国电子技术的发展具有深远的意义。
1.2 EDA的工作平台1.2.1 EDA硬件工作平台1.计算机2.EDA实验开发系统：EL教学实验箱。
1.2.2 EDA 的软件工作平台PLD（Programmable Logic Device）是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
目前主要有两大类型：CPLD(Complex PLD)和FPGA(Field Programmable Gate Array)。
它们的基本设计方法是借助于EDA软件，用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，最后用编程器或下载电缆，由目标器件实现。
生产PLD的厂家很多，但最有代表性的PLD厂家为Altera、Xilinx和Lattice 公司。
我们采用了QuartusⅡ软件作为开发工具。
第2章数字钟原理图设计2.1 数字钟原理流程图：图2-1 数字钟流程图时钟输入信号秒模块时模块分模块分频模块8段数码管显示时间设置模块进位进位报时模块显示模块置数/位选2.2 数字钟原理图：图2-2 数字钟原理图第3章数字钟程序设计3.1 数字钟详细分析3.1.1数字钟原理：数字钟由分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。
数字钟的主体是计数器，它记录并显示接收到的秒脉冲个数，其中秒和分为模60计数器，小时是模24计数器，分别产生3位BCD码。
BCD码经译码，驱动后接数码管显示电路。
秒模60计数器的进位作为分模60计数器的时钟，分模60计数器的进位作为模24计数器的时钟。
分频器将输入的频率分为设计所需的两个时钟。
为了实现手动调整时间，在外部增加了S2(调整分钟),S1(调整小时)按键，当这两个按键为高电平时，电路正常计时，当为低电平时，分别调整分钟和小时。
同时在外部还增加了一个复位按键Rst和扬声器SPK（整点报时）。
3.1.2实验原理在同一EPLD芯片EPF10K10上集成了如下电路模块：1．时钟计数：秒——60进制BCD码计数；分——60进制BCDD码计数；时——24进制BCDD码计数；同时整个计数器有清零，调分，调时功能。