半加器
一、实验目的
熟悉利用QuartusⅡ的原理图输入方法设计简单组合电路，并掌握其设计方法和软件的应用，并进行仿真，下载测试。
二、实验条件
1、PC机一台。
2、开发软件：Q uartusII。
3、实验设备：GW48-CK EDA实验开发系统。
4、选用芯片：ACEX系列EP1K30TC144-3。
三、实验原理：
1．半加器定义
半加器能实现两个一位二进制数的算术加法及向高位进位，而不考虑低位进位的逻辑电路。它有两个输入端，两个输出端。半加器用异或门及与门来实现。
2. 真值表
两个一位二进制半加器的运算类似于十进制运算，区别是二进制半加器是逢2向高位进一，十进制是逢十向高位进一。两个一位二进制半加器的运算法则为 0+0=0；1+0=1；0+1=1；1+1=0,同时向高位进1.
根据两个一位二进制半加器的运算法则，我们得出其真值表，如下：
3. 输出逻辑表达式
通过观测真值表很容易看出：A,B相异时，输出和数C为1；A,B相同时，输出和数C 为0；A,B都为1时，输出进位数D为1；否则输出进位数D为0.据此我们得出如下:
C=A○+B,D=A?B 注：○+表示异或，?表示与
4.实验原理图
四、实验步骤
1)打开QuartusII
2)
3)
4)选择主菜单File→New→Block diagram进入程序编辑状态
5)双击编辑区域。输入半加器原理图
6)按建进入保存键面，将程序命名为add.bdf（程序名应与代码中的编辑名一致），
7)运行编译。
波形仿真
NEW-----Vector Waveform File
双击下图空白区域
点击LIST
后续步骤跟三人表决器步骤一样。编译仿真
硬件下载
端口配置
a------PIN8
b------PIN9
cout----- PIN 20
sout----- PIN 21
此时系列会识别并口和下载电缆，如下图（注：对系统而言Byteblaster 和ByteblasterMV 都认为ByteblasterMV）
我们将看到蓝色跳不断充满，当显示100％时下载成功。
计或原理图；给出程序分析报告、仿真波形图、硬件下载实验结果及其分析报告。
实验二半加器和全加器及其应用 一、实验目的 1.掌握全加器和半加器的逻辑功能。 2.熟悉集成加法器的使用。 3.了解算数运算电路的结构。 二、实验设备 1.数字电路试验箱； 2.74LS00，74SL86。 三、实验原理 半加器(m =0半加，m=1为半减） 能实现两个一位二进制数的算术加法及向高位进位，而不考虑低位进位的逻辑电路。 它有两个输入端，两个输出端。 半加器电路是指对两个输入数据位进行加法，输出一个结果位和高位的进位，不考虑输入数据的进位的加法器电路。 是实现两个一位二进制数的加法运算电路。数据输入A 被加数、B加数，数据输出S和数（半加和）、进位C0。 同理,能对两个1位二进制数进行相减不考虑低位来的借位求得差及借位的逻辑电路称为半减器.设减数和被减数分别用A和B,表示差用S，表示向高位的借位用C0。
全加器，全减器(m =0为全加，m=1为全减) 全加器是实现两个一位二进制数及低位来的进位数相加（即将三个一位二进制数相加），求得和数及向高位进位的逻辑电路。根据全加器功能，其真值表如下表所示。表中A及B分别代表被加数及加数，C1是低位来的进位，S代表相加后得到的和位，C0代表向高位的进位。图中C1是进位输入端，C0是进位输出端。 同理,能对两个1位二进制数进行相减并考虑低位来的借 位求得差及借位的逻辑电路称为全减器.设减数和被减数 分别用A和B表示低位来的借位用C1,表示差用S，表 示向高位的借位用C0。 四、实验内容 实验一、实现半加器，半减器，当M为0时实现逻辑 变量A、B的半加功能，当M为1时实现逻辑变量A、 B的半减功能。 实验二、实现全加器，全减器，当M为0时实现逻辑 变量A、B的全加功能，C i为进位值。 当M为1时实现逻辑变量A、B的全减功能，C i为借 位值。 五、实验数据 1实现半加、半减器 （1）真值表
实验1 原理图输入设计8位全加器 一、实验目的： 熟悉利用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软件进行电子线路设计的详细流程。 二、原理说明： 一个8位全加器可以由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与其相邻的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。而一个1位全加器可以按照本章第一节介绍的方法来完成。 三、实验内容： 1：完全按照本章第1节介绍的方法与流程，完成半加器和全加器的设计，包括原理图输入、编译、综合、适配、仿真。 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、仿真和硬件测试。 四、实验环境： 计算机、QuartusII软件。 五、实验流程： 实验流程： 根据半加器工作原 理，建立电路并仿 真，并将元件封装。 ↓ 利用半加器构成一位 全加器，建立电路并 仿真，并将元件封 装。 ↓ 利用全加器构成8位全 加器，并完成编译、综 合、适配、仿真。 图1.1 实验流程图
六、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）半加器原理图： 图1.2 半加器原理图（2）综合报告： 图1.3 综合报告: （3）功能仿真波形图4： 图1.4 功能仿真波形图
时序仿真波形图： 图1.5 时序仿真波形图 仿真结果分析：sout为和信号，当a=1，b=0或a=0，b=1时，和信号sout为1，否则为0.当a=b=1时，产生进位信号，及cout=1。 （4）时序仿真的延时情况： 图1.6 时序仿真的延时情况 （5）封装元件： 图1.7 元件封装图 2. 利用半加器构成一位全加器，建立电路并仿真，并将元件封装。 （1）全加器原理图如图： 图2.1 全加器原理图
全加器与半加器原理及电路设计 在数字系统中，加法器是最基本的运算单元。任何二进制算术运算，一般都是按一定规则通过基本的加法操作来实现的。 1．二进制 十进制中采用了0，1，2，…，9十个数码，其进位规则是“逢十进一”。当若干个数码并在一起时，处在不同位置的数码，其值的含义不同。例如373可写成 二进制只有0和1两个数码，进位规则是“逢二进一”，即1+1=10(读作“壹零”，而不是十进制中的“拾”)。0和1两个数码处于不同数位时，它们所代表的数值是不同的。例如10011这个二进制数，所表示的大小为 这样，就可将任何一个二进制数转换为十进制数。 反过来，如何将一个十进制数转换为等值的二进制数呢？由上式可见 ，，，，分别为相应位的二进制数码1或0。它们可用下法求得。 19用2去除，得到的余数就是；其商再连续用2去除，得到余数，，，，直到最后的商等于0为止，即 2 1 9 余数 ……………………………….余1(d0) ………………………………余1(d1) ……………………………….余0(d2) ……………………………….余0(d3) 0 …………………………… …余1(d4) 所以 可见，同一个数可以用十进制和二进制两种不同形式表示，两者关系如表8-13所示。 表8-13 十进制和二进制转换关系
由表8-14可直接写出 半加器可以利用一个集成异或门和与门来实现，如图8-40(a)所示。图8-40(b)是半加器的逻辑符号。 表8-14 半加器真值表 1101 由真值表可分别写出输出端Si和Ci的逻辑表达式 和的逻辑表达式中有公用项，因此，在组成电路时，可令其共享同一异或门，从而使整体得到进一步简化。一位全加器的逻辑电路图和逻辑符号如图8-41所示。 图8-41 全加器逻辑图及其逻辑符号 多位二进制数相加，可采用并行相加、串行进位的方式来完成。例如，图8-42所示逻辑电路可实现两个四位二进制数和的加法运算。
南华大学 船山学院 实验报告 （2009 ~2010 学年度第二学期） 课程名称EDA 实验名称1位全加器 姓名学号200994401 专业计算机科学与 班级01 技术 地点8-212 教师
一、实验目的： 熟悉MAX+plus 10.2的VHDL 文本设计流程全过程 二、实验原理图： ain cout cout ain bin sum cin bin sum cin f_adder or2a f e d u3 u2u1b a c co so B co so B h_adder A h_adder A 三、实验代码： （1）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 ENTITY 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);
一、实验目的 1、学习和掌握半加器全加器的工作原理和设计方法。 2、熟悉EDA工具Quartus II的使用，能够熟练运用Vrilog HDL语言在 Quartus II下进行工程开发、调试和仿真。 3、掌握组合逻辑电路在Quartus Ⅱ中的图形输入方法及文本输入方法， 掌握层次化设计方法。 4、掌握半加器、全加器采用不同的描述方法。 二、实验容 1、完成半加器全加器的设计，包括原理图输入，编译、综合、适配、仿真等。并将半加器电路设 置成一个硬件符号入库 2、建立更高层次的原理图设计，利用1位半加器构成1位全加器，并完成编译、综合、适配、仿 真并硬件测试 3、采用图形输入法设计1位加法器分别采用图形输入和文本输入方法，设计全加器 4、实验报告：详细叙述1位全加法器的设计流程，给出各层次的原理图及其对应的仿真波形图， 给出加法器的上时序分析情况，最后给出硬件测试流程和结果。 三、实验步骤 1、建立一个Project。 2、编辑一个VHDL程序，要求用VHDL结构描述的方法设计一个半加器 3、对该VHDL程序进行编译，修改错误。 4、建立一个波形文件。（根据真值表） 5、对该VHDL程序进行功能仿真和时序仿真 四、实验现象 任务1：半加器真值表描述方法 代码如下： 半加器是只考虑两个加数本身，而不考虑来自低位进位的逻辑电路 S=A B+A B CO=AB
代码如下: LIBRARY IEEE; --行为描述半加器 USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY h_adder IS PORT(a,b:IN STD_LOGIC; so,co:OUT STD_LOGIC); END h_adder; Architecture FH1 OF h_adder IS Signal abc:STD_LOGIC_vector(1 downto 0); Begin abc<=a&b; --并 Process(abc) --进程 begin case abc is WHEN "00"=>SO<='0';CO<='0'; WHEN "01"=>SO<='1';CO<='0'; WHEN "10"=>SO<='1';CO<='0'; WHEN "11"=>SO<='0';CO<='1'; WHEN OTHERS =>NULL; END CASE; END PROCESS; END ARCHITECTURE FH1; 结果如下： 逻辑图 半加器真值表 A i B i S i C i 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1
摘要 通过实验学习和训练，掌握基于计算机和信息技术的电路系统设计和仿真方法。要求： 1. 熟悉multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常见电路分析 方法。2. 能够运用multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握eda设计的基本方 法和步骤。multisim常用分析方法：直流工作点分析、直流扫描分析、交流分析。掌握设计 电路参数的方法。复习巩固单级放大电路的工作原理，掌握静态工作点的选择对电路的影响。 了解负反馈对两级放大电路的影响，掌握阶梯波的产生原理及产生过程。 关键字：电路仿真 multisim 负反馈阶梯波 目次 实验一 (1) 实验二............................................................................................. 11 实验三 (17) 实验一单级放大电路的设计与仿真 一、实验目的 1. 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5khz(峰值10mv) ， 负载电阻5.1kω，电压增益大于50。 2. 调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出 信号波形，并测试对应的静态工作点值。 3. 调节电路静态工作点(调节电位计)，使电路输出信号不失真，并且幅度尽可能 大。在此状态下测试： ①电路静态工作点值； ②三极管的输入、输出特性曲线和? 、 rbe 、rce值；③电路的输入电阻、输出电 阻和电压增益；④电路的频率响应曲线和fl、fh值。 二、实验要求 1. 给出单级放大电路原理图。 2. 给出电路饱和失真、截止失真和不失真且信号幅度尽可能大时的输出信号波形 图，并给出三种状态下电路静态工作点值。 3. 给出测试三极管输入、输出特性曲线和? 、 rbe 、rce值的实验图，并给出 测试结果。 4. 给出正常放大时测量输入电阻、输出电阻和电压增益的实验图，给出测试结果 并和理论计算值进行比较。 5. 给出电路的幅频和相频特性曲线，并给出电路的fl、fh值。 6. 分析实验结果。 三、实验步骤 实验原理图： 饱和失真时波形： 此时静态工作点为： 所以，i（bq）=4.76685ua i(cq)=958.06700ua u(beq)=0.62676v u(ceq)=0.31402v 截止失真时波形： 此时静态工作点为： 所以，i(bq)=2.07543ua i(cq)=440.85400ua u(beq)=0.60519v u(ceq)=5.54322v 最大不失真时波形：篇二：eda课程设计实验报告电子电工实习 华北电力大学
实验一.半加器，全加器的设计1，半加器的设计， 方法一 library ieee ; use ieee.std_logic_1164.all; entity h_adder1 is port(a,b :in std_logic; c,s :out std_logic); end entity h_adder1; architecture one of h_adder1 is begin s<=a xor b;c<=a and b; end architecture one; 运行结果： 方法二： 运行结果：
2，全加器的设计 方法一： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity f_adder1 is port(a,b,cin :in std_logic; sum,cout :out std_logic); end entity f_adder1; architecture arch of f_adder1 is component h_adder1 port( a,b :in std_logic; s,c :out std_logic); end component; component or23 port (a,b :in std_logic; c: out std_logic); end component; signal x:std_logic_vector(0 to 2); begin u1: h_adder1 port map(a,b,x(1),x(0)); u2: h_adder1 port map(x(1),cin,sum,x(2)); u3: or23 port map(a=>x(0),b=>x(2),c=>cout); end arch; 运行结果： 方法二：
EDA设计说明书 课程名称：EDA技术实用教程 设计题目：八位二进制全加器 院系：电子信息与电气工程学院学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师：李响 2011 年6 月1
1. 设计目的 熟悉利用QuartusⅡ的原理图输入法设计简单的组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个八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详细流程。 2. 设计原理 2.1 一位全加器的原理 一位全加器可以用两个半加器及一个或门连接而成，因此需要首先完成半加器的设计。在本设计中，将采用原理图输入法来完成设计。 一位全加器的设计步骤： ①为本项工程设计建立文件夹； ②输入设计项目和存盘； ③将设计项目设计成可调用的元件； ④设计全加器顶层文件； ⑤将设计项日设置成工程和时序仿真。 2.2 八位全加器的原理 一个八位全加器可以由八个一位全加器构成，加法器之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。 3. 设计方案与仿真 3.1 一位全加器的设计与仿真 全加器的实现是以半加器的实现为基础的，因此，要设计全加器应首先设计一个一位的半加器。半加器的实现方案为： ①为此项工程建立文件夹； ②在基本元件库中，选中需要的元件，将元件（包含元件and2、not 、xnor 和输 入输出引脚input、output）调入原理图编辑窗口中；
③将己设计好的原理图文件存盘； ④将所设计的半加器设置成可调用的元件。 用原理图输入法所设计的半加器原理图如图3-1所示，利用QuartusⅡ软件平台，根据图3-1所示电路，可生成一个半加器元件符号，如图3-2所示。在半加器的基础上，为了建立全加器的顶层文件，必须再打开一个原理图编辑窗口，方法同上。其中，所选择的元件包含半加器、或门和输入输出引脚，由此可得到如图3-3所示的全加器原理图；进而可生成个全加器元件符号，如图3-4所示。 图3-1 半加器原理图图3-2 半加器元件符号 图3-3 全加器原理图图3-4 全加器元件符号按照一位全加器原理图连接电路，通过编译、仿真所得的波形图如图3-5所示： 图3-5 一位全加器时序仿真波形 根据图3-5可知，当输入信号ain 、bin 、cin 全是低电平时，输出信号sum 和cout 全是低电平；当输入信号ain 、bin 、cin 中有且只有一个为高电平时，输出信号sum 为高电平，输出信号cout 为低电平；当输入信号ain 、bin 、cin 中有两个为
班级姓名学号 实验二组合电路设计 一、实验目的 (1)验证组合逻辑电路的功能 (2)掌握组合逻辑电路的分析方法 (3)掌握用SSI小规模集成器件设计组合逻辑电路的方法 (4)了解组合逻辑电路集中竞争冒险的分析和消除方法 二、实验设备 数字电路实验箱，数字万用表，74LS00, 74LS86 三、实验原理 1 ?组合逻辑概念 通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路的过去状态无关。因此，组合电路的 特点是无“记忆性”。在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。所以各种功能的门电路就是简单的组合逻辑电路。 组合电路的输入信号和输出信号往往不只一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表，卡诺图和逻辑图等几种。 实验中用到的74LS00和74LS86的引脚图如图所示。 00 四2输入与非门 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 2?组合电路的分析方法。 组合逻辑电路分析的任务是：对给定的电路求其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。分析一般分为
(1)由逻辑图写出输出端的逻辑表达式，简历输入和输出之间的关系。 (2)列出真值表。 (3)根据对真值表的分析，确定电路功能。 3?组合逻辑电路的设计方法。 组合逻辑电路设计的任务是：由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。 一般设计的逻辑电路的过程如图 (1)通过对给定问题的分心，获得真值表。在分析中要特别注意实际问题如何抽象为几个输入变量和几个 输出变量直接的逻辑关系问题，其输出变量之间是否存在约束关系，从而过得真值表或简化真值表。 (2)通过卡诺图化简或逻辑代数化简得出最简与或表达式，必要时进行逻辑式的变更，最后画出逻辑图。 (3)根据最简逻辑表达式得到逻辑电路图。 四?实验内容。 1?分析，测试半加器的逻辑功能。 (1 )用74LS00组成半加器电路如图所示。写出逻辑表达式，验证逻辑关系。 (2 )用异或门74LS86和74LS00组成半加器，自己画出电路，将测试结果填入自拟表格中, 验证逻辑关系。 所以的卡诺图为:
一位全加器 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; -- Uncomment the following lines to use the declarations that are -- provided for instantiating Xilinx primitive components. --library UNISIM; --use UNISIM.VComponents.all; entity adder is port(a,b,cin:in std_logic; co,so:out std_logic); end adder; architecture Behavioral of adder is signal temp1,temp2:std_logic; begin temp1<= a xor b; temp2<= temp1 and cin; so<= temp1 xor cin; co<= temp2 OR (a AND b); end Behavioral; 四位全加器 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; -- Uncomment the following lines to use the declarations that are -- provided for instantiating Xilinx primitive components. --library UNISIM; --use UNISIM.VComponents.all; entity counter10 is
《电子技术基础》实验报告 年级专业姓名学号 实验一数字钟实验 一、实验目的 1、初步了解数字电路的基本组成。 2、初步认识什么是数字信号、逻辑电平和逻辑关系，以及某些逻辑元件的基本逻辑功能。 3、初步接触数字电路的调试过程，以达到对数字电路有一个大体的感性认识。 二、实验任务 1、用74LS161型中规模计数器连接成一个十进制和一个六进制计数器。并 连接成一个六十进制的秒、分计数器。再用两片74LS161连接成一个二十 四进制计数器。与译码器、显示电路连接后将六十进制和二十四进制器连接 起来，完成能显示分、时的数字钟。 2、掌握译码器和计数器的大致工作原理 3、实验记录数码管的亮暗关系表，计数器、译码器输出与脉冲关系；并总结实验过程，绘 制好实验图表，体会译码器和计数器的大致工作原理，认真作好实验报告。 三、实验过程过程与结果 1、绘制数字钟电路：
实验二组合逻辑实验 实验目的： 1、掌握组合逻辑电路的功能测试方法及设计方法 2、熟悉几种典型组合逻辑电路的工作原理。 实验任务： 1、用与非门和非门（74LS00和74LS05型）设计一个半加器电路。只考虑被加数和加数的相应位相加，而不考虑相邻低位的进位，这种二进制数相加称为半加。因此，电路输入为被加数Ａ和Ｂ加数，而输出为半加和Ｓ和向高位的进位Ｃ。要求设计出一个半加器单元。 2、用与非门和与－或－非门（74LS00和74LS54型）设计一个全加器电路。全加器与半加器相比较，输入信号多了一个低位的进位Ci-1,输出仍为全加和和向高位进位。设计一个全加器单元。 3、实验结束写出实验报告，必须包括各实验的电路图，测试后的真值表及有关数据。 三、实验过程过程与结果 1．绘制半加器电路和全加器电路： 半加器电路 全加器电路
EDA技术基础实验报告 学院：信息科学与技术学院 班级： 姓名： 学号：
实验一 MAX—plusII及开发系统使用 一、实验目的 1、熟悉利用MAX-plusⅡ的原理图输入方法设计简单的组合电路 2、掌握层次化设计的方法 3、熟悉DXT-BⅢ型EDA试验开发系统的使用 二、主要实验设备 PC 机一台（中档以上配置），DXT-B3 EDA实验系统一台。 三、实验原理 数字系统设计系列实验是建立在数字电路基础上的一个更高层次的设计性实验。它是借助可编程逻辑器件（PLD），采用在系统可编程技术（ISP），利用电子设计自动化软件（EDA），在计算机（PC）平台上进行的。 因为本实验是在计算机平台上进行，因此实验方式，实验手段和实验仪器与传统的实验有很大的区别，主要体现在以下几个方面： 1、实验器材集中化，所有实验基本上在一套实验设备上进行。 传统的实验每作完一个实验，实验器材基本上都要变动（个别除外）。而做本实验时，只要在计算机上把不同的程序输进去，其它步骤所有实验都一致； 2、实验耗材极小（基本上没有耗材）； 3、在计算机上进行，自动化程度高，人机交互性好，修改、验证实验简单； 4、下载后，实验结果清晰； 5、实验仪器损耗少，维护简单； 下面，就本套实验设备做一个简单的介绍。 1、Max+PlusII软件的安装步骤： 第一步：系统要求 奔3CPU以上，128M内存以上，4G 以上硬盘，98 操作系统（98或Me操作系统才可以下载，其他操作系统下载必须安装驱动，否则只能仿真，如果只是进行仿真的话，对系统没要求） 第二步：安装 点击安装可执行文件进行安装，安装完毕后会弹出一对话框，点击是或否都可以。 第三步：将安装文件夹中的License 文件夹打开，里面有一个License.bat 注册文件，
一MAX –plusII及开发系统使用 一、实验目的 1、熟悉利用MAX-plusⅡ的原理图输入方法设计简单的组合电路 2、掌握层次化设计的方法 3、熟悉DXT-BⅢ型EDA试验开发系统的使用 二、主要实验设备 PC 机一台（中档以上配置），DXT-B3 EDA实验系统一台。 三、实验原理 数字系统设计系列实验是建立在数字电路基础上的一个更高层次的设计性实验。它是借助可编程逻辑器件（PLD），采用在系统可编程技术（ISP），利用电子设计自动化软件（EDA），在计算机（PC）平台上进行的。 因为本实验是在计算机平台上进行，因此实验方式，实验手段和实验仪器与传统的实验有很大的区别，主要体现在以下几个方面： 1、实验器材集中化，所有实验基本上在一套实验设备上进行。 传统的实验每作完一个实验，实验器材基本上都要变动（个别除外）。而做本实验时，只要在计算机上把不同的程序输进去，其它步骤所有实验都一致； 2、实验耗材极小（基本上没有耗材）； 3、在计算机上进行，自动化程度高，人机交互性好，修改、验证实验简单；
4、下载后，实验结果清晰； 5、实验仪器损耗少，维护简单； 下面，我们就本套实验设备做一个简单的介绍。 (一)Max+plusⅡ10.0的使用。 1、Max+PlusII软件的安装步骤： 第一步：系统要求 奔3CPU以上，128M内存以上，4G 以上硬盘，98 操作系统（98或Me操作系统才可以下载，其他操作系统下载必须安装驱动，否则只能仿真，如果大家只进行仿真的话，对系统没要求） 第二步：安装 点击安装可执行文件进行安装，安装完毕后会弹出一对话框，点击是或否都可以。 第三步：将安装文件夹中的License 文件夹打开，里面有一个License.bat 注册文件，将此文件复制到你的安装目录下（你的安装目录可放在任一个驱动器下，然后建立一个Max10的文件夹，将系统安装在此文件夹中，安装后此文件夹中会有三个文件夹）的任一个文件夹中，要清楚位置。 第四步：注册 启动Max+PlusII 软件，可以从开始-->程序-->Altera-->Max+PlusII 打开，也可以建立一个快捷方式在桌面上。启动软件后， 会有弹出一个对话框，点击是或否都可以，然 后进入系统。点击菜单中的Options，然后选 中License菜单项，打开弹出一个注册对话框， 在注册文件路径中打开你第三步中复制位置的 License 文件，然后点击OK，注册完毕。 2、 max+plusⅡ软件基本设计流程
4-1 组合电路设计 实验目的：熟悉Quartus2的VHDL文本设计流程全过程，学习简单的组合电路的设计，多层次电路设计、仿真、和硬件测试。 实验任务1：利用软件完成二选一多路选择器的文本编辑和仿真测试等步骤，给出仿真波形，最后在实验系统上进行硬件测试，验证功能。然后，利用元件例化语句描述图3-31，并将此文件放在同一目录下。 实验任务2：利用刚刚完成的实验内容，设计完成一位全加器，仿真该全加器，得到仿真结果，并利用一位二进制全加器为基本元件，用例化语句写出八位并行二进制全加器的顶层文件，讨论该加法器的电路特性。 实验代码及仿真结果： 二选一多路选择器： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity mux21a is port(a,b,s: in std_logic; y:out std_logic ); end entity mux21a; architecture one of mux21a is begin process(a,b,s) begin if s='0' then y<=a; else y<=b;
end if; end process; end architecture one; 仿真结果： 分析： 1、s对电路的输出具有决定作用，s为0时输出为a的值，为1时输出为b的值。从仿真 结果可以看出0到10ns内，s为0，此时y的输出为0，是a的值。 2、10到20ns时间内，s为1，输出为b的值，y为1。 图3-31的仿真仿真程序： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity singt is port(a:in std_logic_vector(3 downto 1); s:in std_logic_vector(1 downto 0); outy: out std_logic); end singt; architecture bhv of singt is component mux21a
实验一 半加器和全加器的设计 一、 实验目的 1、掌握图形的设计方式； 2、掌握自建元件及调用自建元件的方法； 3、熟练掌握MAXPLUS II 的使用。 二、实验内容 1、熟练软件基本操作，完成半加器和全加器的设计； 2、正确设置仿真激励信号，全面检测设计逻辑； 3、综合下载，进行硬件电路测试。 三、实验原理 1、半加器的设计 半加器只考虑了两个加数本身，没有考虑由低位来的进位。 半加器真值表： 半加器逻辑表达式：B A B A B A S ⊕=+=；AB C = LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY h_adder IS PORT( A:IN STD_LOGIC; B:IN STD_LOGIC;
SO:OUT STD_LOGIC; CO:OUT STD_LOGIC ); END ENTITY h_adder; ARCHITECTURE fh1 OF h_adder IS BEGIN SO <= A XOR B; CO <= A AND B; END ARCHITECTURE fh1; A：60ns B：30ns 2.全加器的设计 全加器除考虑两个加数外，还考虑了低位的进位。全加器真值表：
全加器逻辑表达式： 1-⊕⊕=i i i i C B A S ；AB C B A C i i i i +⊕=-1)( 3、利用半加器元件完成全加器的设计 （1）图形方式 其中HADDER 为半加器元件。 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 ENTITY f_adder; ARCHITECTURE fd1 OF f_adder IS COMPONENT h_adder PORT( A:IN STD_LOGIC; B:IN STD_LOGIC;
EDA 实验 实验一 用原理图输入法设计半加器 一、实验目的： 1.熟悉利用Quartus Ⅱ的原理图输入方法设计简单组合电路； 2.通过一个半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； 3.学会对实验板上的FPGA/CPLD 进行编程下载，硬件验证自己的设计项目。 二、实验器材： 1、计算机及操作系统 2、QUARTUS II 软件 三、实验要求： 1. 利用原理图输入法对半加器电路进行描述； 2. 进行波形仿真测试； 3. 严格按照实验步骤进行实验； 4. 管脚映射按照芯片的要求进行。 四、实验原理 其中a, b 为输入端口，So 与Co 分别为半加器 和与进位。其逻辑表达式为： 2. 根据逻辑表达式进行原理图输入。 五、实验步骤： 1. 为本项工程设计建立文件夹。注意文件夹 名不能用中文，且不可带空格。 2. 输入设计项目并存盘。 3. 将设计项目设计为工程文件。 4. 选择目标器件并编译。 b a b a b a So ⊕=+=ab Co =
5. 时序仿真。 6. 引脚锁定。 7. 编程下载。 实验二用原理图法设计一位、四位全加器 一、实验目的： 1. 熟悉利用QuartusⅡ的原理图输入方法设计简单组合电路； 2. 通过一个半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； 3. 学会对实验板上的FPGA/CPLD 进行编程下载，硬件验证自己的设计项目。 二、实验器材： 1、计算机及操作系统 2、QUARTUS II软件 三、实验要求： 1.利用原理图输入法对一位全加器电路进行描述； 2. 进行波形仿真测试； 3. 严格按照实验步骤进行实验； 四、实验原理： 利用实验一所设计的半加器设计一位全加器；利用设计封装好的一位全加器进行四位全加器的设计。 五、实验步骤： 与实验一相同。 六、实验报告： 1. 要求画出一位、四位全加器的真值表； 2. 分析用半加器实现一位全加器的优点； 3. 对波形进行分析，并绘制波形图。 实验三用文本输入法设计D触发器和锁存器 一、实验目的： 1. 熟悉QuartusⅡ的VHDL 文本设计过程。 2. 学习简单时序电路的设计、仿真和硬件测试。 二、实验器材：
实验四组合逻辑电路的设计及半加器、全加器 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的设计与测试方法 2.掌握半加器、全加器的工作原理。 二、实验原理和电路 1、组合逻辑电路的设计 使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计 组合电路的一般步骤如图1.4.1所示。 图1.4.1 组合逻辑电路设计流程图 根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。 1.半加器 根据组合电路设计方法，首先列出半加器的真值表，见表1.4.1。 写出半加器的逻辑表达式 S=AB+AB=A⊕B C=AB 若用“与非门”来实现，即为 半加器的逻辑电路图如图1.4.2所示。 在实验过程中，我们可以选异或门74LS86及与门74LS08实现半加器的逻辑功能；也可用全与非门如74LS00反相器74LS04组成半加器。
(a)用异或门组成的半加器（b）用与非门组成的半加器 图1.4.2 半加器逻辑电路图 2.全加器 用上述两个半加器可组成全加器，原理如图1.4.3所示。 图1.4.3由二个半加器组成的全加器表1.4.2 全加器逻辑功能表 表1.4.1 半加器逻辑功能 三、实验内容及步骤 1.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。 根据半加器的逻辑表达式可知，相加的和Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图1.4.4。 图1.4.4 用一个集成异或门和二个与非门组成半加器 ⑴在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A、B接逻辑开关，Y、Z接发光二极管显示。 ⑵按表1.4.3要求改变A、B状态，将相加的和Y和进位Z的状态填入下表中。 输入端 A 0 1 0 1 输入输出 C1-1 B A S i C i 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 00 10 1 0 0 1 10 0 1 0 1 1 1 输入和进位 A B S C 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 实验一利用原理图输入法设计4位全加器 一、实验目的： 掌握利用原理图输入法设计简单组合电路的方法，掌握MAX+plusII的层次化设计方法。通过一个4位全加器的设计，熟悉用EDA软件进行电路设计的详细流程。 二、实验原理： 一个4位全加器可以由4个一位全加器构成，全加器的进位以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相邻的高位加法器的低位进位输入信号cin相接。 1位全加器f-adder由2个半加器h-adder和一个或门按照下列电路来实现。 半加器h-adder由与门、同或门和非门构成。 四位加法器由4个全加器构成 三、实验内容：
1. 熟悉QuartusII软件界面,掌握利用原理图进行电路模块设计的方法。 QuartusII设计流程见教材第五章:QuartusII应用向导。 2.设计1位全加器原理图 （1）生成一个新的图形文件（file->new->graphic editor） （2）按照给定的原理图输入逻辑门(symbol－>enter symbol) （3）根据原理图连接所有逻辑门的端口，并添加输入输出端口 （4）为管脚和节点命名： 在管脚上的PIN_NAME处双击鼠标左键，然后输入名字； 选中需命名的线，然后输入名字。 （5）创建缺省（Default）符号： 在 File菜单中选择 Create Symbol Files for Current File 项，即可创建一个设计的符号，该符号可被高层设计调用。 3.利用层次化原理图方法设计4位全加器 （1）生成新的空白原理图，作为4位全加器设计输入 （2）利用已经生成的1位全加器的缺省符号作为电路单元，设计4位全加器的原理图. 4.新建波形文件（file->new->Other Files->Vector Waveform File），保存后进行仿真（Processing ->Start Simulation），对4位全加器进行时序仿真。给出波形图，并分析仿真结果是否正确。
班级 姓名 学号 实验二 组合电路设计 一、实验目的 （1） 验证组合逻辑电路的功能 （2） 掌握组合逻辑电路的分析方法 （3） 掌握用SSI 小规模集成器件设计组合逻辑电路的方法 （4） 了解组合逻辑电路集中竞争冒险的分析和消除方法 二、实验设备 数字电路实验箱，数字万用表，74LS00，74LS86 三、实验原理 1．组合逻辑概念 通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路的过去状态无关。因此，组合电路的特点是无“记忆性”。在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。所以各种功能的门电路就是简单的组合逻辑电路。 组合电路的输入信号和输出信号往往不只一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表，卡诺图和逻辑图等几种。 实验中用到的74LS00和74LS86的引脚图如图所示。 2.组合电路的分析方法。 组合逻辑电路分析的任务是：对给定的电路求其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。分析一般分为一 Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 00 四2输入与非门
下几个步骤： （1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式，简历输入和输出之间的关系。 （2）列出真值表。 （3）根据对真值表的分析，确定电路功能。 3.组合逻辑电路的设计方法。 组合逻辑电路设计的任务是：由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。 一般设计的逻辑电路的过程如图： （1）通过对给定问题的分心，获得真值表。在分析中要特别注意实际问题如何抽象为几个输入变量和几个输出变量直接的逻辑关系问题，其输出变量之间是否存在约束关系，从而过得真值表或简化真值表。 （2）通过卡诺图化简或逻辑代数化简得出最简与或表达式，必要时进行逻辑式的变更，最后画出逻辑图。 （3）根据最简逻辑表达式得到逻辑电路图。 四．实验内容。 1.分析，测试半加器的逻辑功能。 （1）用74LS00组成半加器电路如图所示。写出逻辑表达式，验证逻辑关系。 （2）用异或门74LS86和74LS00组成半加器，自己画出电路，将测试结果填入自拟表格中，验证逻辑关系。
电子通信与软件工程系2013-2014学年第2学期 《数字电路与逻辑设计实验》实验报告 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 班级：姓名：学号：成绩： 同组成员：姓名：学号： ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、实验名称：组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） 二、实验目的：1、掌握组合逻辑电路的功能调试 2、验证半加器和全加器的逻辑功能。 3、学会二进制数的运算规律。 三、实验内容： 1．组合逻辑电路功能测试。 （1）．用2片74LS00组成图4.1所示逻辑电路。为便于接线和检查．在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。 （2）．图中A、B、C接电平开关，YI，Y2接发光管电平显示． （3）。按表4。1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1，Y2逻辑表达式．（4）．将运算结果与实验比较． 2．测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能．根据半加器的逻辑表达
式可知．半加器Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图4.2． （1）．在学习机上用异或门和与门接成以上电路．接电平开关S．Y、Z接电平显示．（2）．按表4．2要求改变A、B状态，填表． 3．测试全加器的逻辑功能。 （1）．写出图4．3电路的逻辑表达式。 （2）．根据逻辑表达式列真值表． （3）．根据真值表画逻辑函数S i 、Ci的卡诺图． （4）．填写表4．3各点状态 （5）．按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表4．4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致．