proteus8位加法器电路设计

实验三用原理图输入法设计8位全加器1、实验目的：学习利用原理图输入法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，掌握用原理图进行设计的整体流程。

2、实验内容：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与相临的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。

利用QuartusII完成1位全加器文本编辑输入设计，并以此为依据，再利用原理图输入法设计8位全加器，得出仿真输出波形，并进行硬件引脚锁定，在实验系统上进行硬件测试，验证其硬件实现功能。

3、主要仪器设备：EDA实验箱、QuartusII软件和计算机。

4、实验内容及过程：在E:/EDA/下建立一个新的文件夹为ADDER8。

本设计的思路是先设计1个1位半加器，因此建立新建文件夹E:/EDA/ ADDER8/h_adder；要利用1位的半加器构造1位的全加器，因此建立新建文件夹E:/EDA/ ADDER8/f_adder；要利用1位的全加器构造8位的全加器，因此建立新建文件夹E:/EDA/ ADDER8/adder8；(1)、用原理图输入法构造1位半加器打开QuartusII软件，选择新建一个原理图文件，进入原理图编辑窗。

在空白编辑窗的地方电击鼠标右键，选择加入模块。

此图电击OK，为加入输入引脚。

以同样的方法加入其它模块，如下图所示。

对其连线。

连线时注意，若信号为1位，则用导线进行连接，若信号为多位，则用总线进行连接。

注意连线时，最后连好的线平滑，无x等标识方能表明线正确连接。

连好后更改输入输出引脚。

保存到E:/EDA/ ADDER8/h_adder路径下，文件名为h_adder。

建立相应的工程文件，并编译。

编译成功后转换为原理图模块。

(2)、用原理图输入法构造1位全加器把1位半加器的模块和原理图拷入文件夹E:/EDA/ ADDER8/f_adder。

用两个1位半加器构造1位全加器，以同样的步骤和方式建立1位全加器的原理图，如下图所示。

VHDL与集成电路设计实验报告实验二：在QuartusII中用原理图输入法设计8位全加器姓名院系学号任课教师指导教师评阅教师实验地点实验四号楼611室实验时间2012 年11月实验目的：熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计过程，学习简单时序电路的设计、仿真和测试实验原理：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与相临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6.1节的方法来完成实验内容：实验内容1：按照6.1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、实验板上的硬件测试，并将此全加器电路设置成一个硬件符号入库。

键1、键2、键3(PIO0/1/2)分别接ain、bin、cin；发光管D2、D1(PIO9/8)分别接sum 和cout实验内容2：实验内容2，建立一个更高层次的原理图设计，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。

建议选择电路模式1（附录图3）；键2、键1输入8位加数；键4、键3输入8位被加数；数码6/5显示加和；D8显示进位cout实验过程：1、先建立工程，再建立第一个半加器.bdf文件，进行元件逻辑器件选择，放置好端口器件，连接好线，改好名字2、进行编译综合。

3、再在半加器的基础上建立全加器。

注意半加器要进行包装成一个元件。

4、再在全加器的基础上建立起8位全加器。

同样要把全加器进行包装。

5、仿真分析：建立一个.vwf文件，设定好各个输入端口频率，进行仿真分析。

6、硬件测试：引脚锁定，综合，接实验箱的线，打开电源，如果没有驱动，进行驱动选择。

点击下载按钮，进行下载测试。

5、测试过程及结果：引脚锁定4个按键，按前两个按键，前两位的数码管的前两个数码管显示两个数，还有另外两个数码管6/5显示和，按另外两个键，后两位的数码管显示当前的数，结果那6/5两个数码管显示这两个数加起来的和。

原理图输入设计8位全加器一、实验目的掌握运用MAX+plusII原理图编辑器进行层次电路系统设计的方法。

进一步熟悉利用MAX+plusII进行电路系统设计的一般流程。

掌握8位全加器原理图输入设计的基本方法及过程。

二、实验原理一个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最低进位输入信号cin相连接。

而一个1位全加器则可由实验一包装元件入库得到。

实验步骤1、为本项设计建立文件夹2、输入设计项目和存盘根据8位全加器原理图输入设计8位全加器。

并另存（Save As）在为本设计建立的文件夹中。

3、将设计项目设置成工程文件将8位全加器设置为工程文件。

4、选择目标器件并编译首先在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EPF1K30TC144－3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。

最后启动编译器，首先选择左上角的MAX+plusII选项，在其下拉菜单中选择编译器项Compiler。

（此编译器的功能包括网表文件提取、设计文件排错、逻辑综合、逻辑分配、适配（结构综合）、时序仿真文件提取和编程下载文件装配等。

）点击Start，开始编译！如果发现有错，排除错误后再次编译。

5、时序仿真接下来应该测试设计项目的正确性，即逻辑仿真，具体步骤如下：（1）建立波形文件。

（2）输入信号节点。

（3）设置波形参量。

（4）设定仿真时间宽度。

（5）加上输入信号。

（6）波形文件存盘。

（7）运行仿真器。

选择MAX+plusII项及其中的仿真器Simulator选项，点击跳出的仿真器窗口中的Start键。

（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）。

Q u a r t u s_I I设计八位加法器(总19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--摘要关键词： 8位加法器；EDA（电子设计自动化）；QuartusⅡ（可编程逻辑软件）目录第1章概述..................................................................................................... 错误!未定义书签。

EDA的概念 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。

硬件描述语言概述........................................................................................ 错误!未定义书签。

第2章QUARTUS II ...................................................................................... 错误!未定义书签。

QUARTUSII概述............................................................................................. 错误!未定义书签。

QUARTUSII建立工程项目......................................................................... 错误!未定义书签。

QUARTUSII建立原理图输入文件 .......................................................... 错误!未定义书签。

一：本实验设计的是一个8为二进制加法计算器，其功能就是对两个八位的二进制数执行加法运算，并可以异步清零。

二：电路可划分为三部分：半加器、全加器和复位电路。

1、半加器:真值表a b so co0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1电路图2全加器：由半加器和或门组成电路图3复位电路：复位电路通过en控制，当en为‘1’时，执行加法运算，输出正确的值，当en为‘0’时，输输出及结果为全0.三：实验波形仿真和VHDL1、仿真图：2、VHDL代码1)半加器h_adder：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;2)或门or2a：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity or2a isport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end entity or2a;architecture one of or2a isbeginc <= a or b ;end architecture one;3)全加器f_adder：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_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 architecture fd1;4)与门and2a：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity and2a isport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end entity and2a;architecture one of and2a isbeginc <= a and b ;end architecture one;5)顶层设计文件library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity zong isport (a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,en :in std_logic;solution1,solution2,solution3,solution4,solution5,solution6,solution7,solution8,solution9 :out std_logic );end entity zong;architecture fh1 of zong iscomponent h_adderport (a,b :in std_logic;co,so :out std_logic);end component;component f_adderport (ain,bin,cin:in std_logic;cout,sum:out std_logic);end component;component and2aport (a,b :in std_logic;c: out std_logic);end component;signale2,e3,e4,e5,e6,e7,e8,e9,e10,e11,e12,e13,e14,e15,e16,e17,e18,e19,e20,e21,e22,e23,e24 :std_logi c;beginu1:and2a port map(a=>en,b=>a1,c=>e2);u2:and2a port map(a=>en,b=>a2,c=>e3);u3:and2a port map(a=>en,b=>a3,c=>e4);u4:and2a port map(a=>en,b=>a4,c=>e5);u5:and2a port map(a=>en,b=>a5,c=>e6);u6:and2a port map(a=>en,b=>a6,c=>e7);u7:and2a port map(a=>en,b=>a7,c=>e8);u8:and2a port map(a=>en,b=>a8,c=>e9);u9:and2a port map(a=>en,b=>b1,c=>e10);u10:and2a port map(a=>en,b=>b2,c=>e11);u11:and2a port map(a=>en,b=>b3,c=>e12);u12:and2a port map(a=>en,b=>b4,c=>e13);u13:and2a port map(a=>en,b=>b5,c=>e14);u14:and2a port map(a=>en,b=>b6,c=>e15);u15:and2a port map(a=>en,b=>b7,c=>e16);u16:and2a port map(a=>en,b=>b8,c=>e17);u17:h_adder port map(a=>e2,b=>e10,co=>e18,so=>solution1);u18:f_adder port map(ain=>e3,bin=>e11,cin=>e18,cout=>e19,sum=>solution2);u19:f_adder port map(ain=>e4,bin=>e12,cin=>e19,cout=>e20,sum=>solution3);u20:f_adder port map(ain=>e5,bin=>e13,cin=>e20,cout=>e21,sum=>solution4);u21:f_adder port map(ain=>e6,bin=>e14,cin=>e21,cout=>e22,sum=>solution5);u22:f_adder port map(ain=>e7,bin=>e15,cin=>e22,cout=>e23,sum=>solution6);u23:f_adder port map(ain=>e8,bin=>e16,cin=>e23,cout=>e24,sum=>solution7);u24:f_adder port map(ain=>e9,bin=>e17,cin=>e24,cout=>solution9,sum=>solution8);end architecture fh1;。

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：、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。

、设计原理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：一位二进制全加器设计顶层描述功能：程序功能简介程序: 位并行二进制全加器顶层文件功能：程序功能简介四、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） Flev Si^t-uE^@x sful — M on 12 29 21:22:33 2010 II Version5.1 Build ne 10/26/2005 SJ Full Version Revi si on. Ifame h aiderT 四一Ent i ty IhmtF .ADDERSF wnilyCycl on! Devi eeEP1C6G240C6 Tinni ns ModelsFiMl timing requiremerLisZ Tiotal logic elefTkents16 / 5,900 ( < 1怕) T^tal pins26/185 C 14 $ \ Total virtual pinsaTotil wy bitia f 92,100 ( 0 % ) Total PLLs 0 / 2〔 D % ) 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，而当加至U 256，COUNT=1SUM 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。

二、实验原理：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与相临的高位加法器的低进位输入信号相接。

4位全加器采用VHDL语言输入方式进行设计，将设计的4位全加器变成一个元件符号，在8位全加器的设计中进行调用。

三、实验内容和步骤：1. 采用VHDL语言输入方式设计4位全加器（1）打开QuartusII，执行File|New，在New窗口中的Device Design Files 中选择VHDL Files，然后在VHDL文本编译窗中输入程序。

执行File|Save As，找到已设立的文件夹，存盘文件名应该与实体名一致。

（2）将设计项目设置成可调用的元件选择File→create/update→create symbol Files for current file命令，将转换好的元件存在当前工程的路径文件夹中。

2.采用原理图输入方式设计8位全加器（1）打开QuartusII，执行File|New，选择block diagram/schematic file，在原理图编辑窗口中连接好8位全加器电路图（注意元件的调用），存盘。

（2）创建工程：执行File|New Project Wizard，选择目标芯片。

（3）编译：执行Processing|Start Compilation命令，进行编译。

（4）引脚锁定：在菜单Assignments中选Assignments Editor按钮，先单击右上方的Pin，再双击下方最左栏的“New”选项，弹出信号名栏，锁定所有引脚，进行编译，存盘。

选择编程模式1，键2、键1输入8位加数，键4、键3输入8位被加数，键8输入进位cin，数码管6/5显示和，D8显示进位cout。

5. 编程下载及验证：执行Tool|Programmer命令，选择program/config；执行start，进行验证，记录结果。

4位全加器的参考源程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY adder4b ISPORT(cin:IN STD_LOGIC;a,b:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);s:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);cout:OUT STD_LOGIC);END ENTITY adder4b;ARCHITECTURE art OF adder4b ISSIGNAL sint,aa,bb:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);BEGINaa<='0'&a;bb<='0'&b;sint<=aa+bb+cin;s<=sint(3 downto 0);cout<=sint(4);END art;触发器功能的模拟实现三、实验内容：基本RS触发器、同步RS触发器、集成JK触发器和D触发器同时集成在一个芯片上，实现的原理图如下：输入信号Sd、Rd对应的管脚接按键开关，CLK1、CLK2接时钟源（频率<5Hz）；J，K，D，R，S对应的管脚分别接拨码开关；输出信号QRS，NQRS，QRSC，NQRSC，QJK，NQJK，QD，NQD对应管脚分别接LED灯。

硬件技术课程设计课题名称 8位全加器的设计与实现组名组员班级1201专业计算机科学与技术指导教师计算机学院2014年12 月目录一、设计目的 (1)二、设计内容 (1)三、实验原理图 (1)半加器原理图 (1)1位全加器原理图 (1)4位全加器原理图 (2)8位全加器原理图 (2)锁引脚图 (3)四、设计与说明 (3)五、时序仿真 (4)六、实验步骤 (5)七、设计总结 (8)八、参考文献 (8)8位全加器的设计与实现一、设计目的1、掌握运用MAX+plusII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MAX+plusII进行电路系统设计的一般流程。

3、掌握8位全加器原理图输入设计的基本方法及过程。

二、设计内容一个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最低进位输入信号cin相连接。

而一个1位全加器则可由实验一包装元件入库得到。

三、实验原理图半加器原理图：1位全加器原理图：1 /84位全加器原理图：8位全加器原理图：2 / 8锁引脚原理图：四、设计与说明8位全加器可由2个4位的全加器串联组成，因此，先由一个半加器构成一个全加器，再由4个1位全加器构成一个4位全加器并封装成元器件。

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相接最高位的输出即为两数之和。

最后一个Cout输出进位，D8显示。

3 / 8五、时序仿真1、建立波形文件。

为此设计建立一个波形测试文件。

选择File项及其New,再选择右侧New窗中的vector Waveform file项，打开波形编辑窗。

2、输入信号节点。

在波形编辑窗的左方双击鼠标，在出现的窗口中选择Node finder，在弹出的窗口中首先点击List键，这时左窗口将列出该项设计所以利用中间的“=>”键将需要观察的信号选到右栏中。

基于原理图的8位全加器设计实验目的：熟悉利用Quartus II的原理图输入方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详细流程。

实验原理：一个8位全加器可以由8个1位全加器串行构成，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位输入信号cin相接。

试验任务：1.完成半加器和全加器的设计。

2.建立一个更高层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成8位全加器，完成编译、综合、适配、仿真和硬件测试。

实验步骤：一、1位全加器设计1.建立工程文件夹adder,路径d:\adder。

2.输入设计项目和存盘原理图编辑输入流程如下：（1）打开Quartus II，选择file—>new命令，在弹出的窗口中选择block diagram/schematic file 选项，单击ok按钮后将打开原理图编辑窗口。

（2）在编辑窗口中的任何一个位置上右击，将弹出快捷菜单，选择inset—>symbol命令，将弹出元件输入对话框。

（3）单击“…”按钮，找到基本元件库路径d:/altera/90/quartus/libraries/primitives/logic项（假设软件安装在D盘），选中需要的元件，单击“打开”按钮，此元件即显示在窗口中，然后单击symbol窗口中的ok按钮，即可将元件调入原理图编辑窗口中。

也可以在name栏输入需要的元件名。

调入好元件和引脚后，连接好电路，再输入各引脚名。

（4）选择file—>save as命令，选择刚才为自己的工程建立的目录d:\adder，将已设计好的原理图取名为h_adder.bdf，并存盘此文件夹内。

3.将设计好的项目设置成可调用的元件为了构成全加器的顶层设计，必须将以上设计的半加器h_adder.bdf设置成可调用的元件。

在打开半加器原理图文件的情况下，选择file—>create/update—>create symbol file for current file命令，即可将当前文件h_adder.bdf变成一个元件符号存盘，以待高层次设计中调用。

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。