实验一1 1位全加器的设计

整理人 尼克 实验一一位二进制全加器设计实验目录实验一Protel DXP 2004认识实验 (1)实验二两级阻容耦合三极管放大电路原理图设计 (1)实验三原理图元件库建立与调用 (3)实验四两级阻容耦合三极管放大电路PCB图设计 (5)实验五集成电路的逻辑功能测试 (7)实验六组合逻辑电路分析与设计 (12)实验七Quartus II 的使用 (17)实验八组合逻辑器件设计 (17)实验九组合电路设计 (25)实验一 Protel DXP 2004 认识实验一、实验目的1.掌握Prot e l DXP 2004 的安装、启动和关闭。

2.了解Protel DXP 2004 主窗口的组成和各部分的作用。

3.掌握Prot e l DXP 2004 工程和文件的新建、保存、打开。

二、实验内容与步骤1、Protel_DXP_2004 的安装(1)用虚拟光驱软件打开Protel_DXP_2004.iso 文件(2)运行setup\Setup.exe 文件，安装Protel DXP 2004(3) 运行破解程序后，点击“导入模版”，先导入一个ini文件模版（如果要生成单机版的License选择Unified Nexar-Protel License.ini；要生成网络版的License选择Unified Nexar-Protel Network License.ini），然后修改里面的参数：TransactorName=Your Name（将“Your Name”替换为你想要注册的用户名）；SerialNumber=0000000（如果你只有一台计算机，那么这个可以不用修改，如果有两台以上的计算机且连成局域网，那么请保证每个License文件中的SerialNumber=为不同的值。

修改完成后点击“生成协议文件”，任意输入一个文件名（文件后缀为.alf）保存，程序会在相应目录中生成1个License文件。

点击“替换密钥”，选取DXP.exe （在DXP 2004安装目录里，默认路径为C:\Program Files\Altium2004\）,程序会自动替换文件中的公开密钥。

一位全加器的设计全加器的主要作用是将两个二进制数相加，并产生一个结果和一个进位。

在设计全加器时，我们需要考虑以下几个方面：输入信号的处理、逻辑门的选择、进位的传递、和输出结果的计算。

首先，我们需要考虑输入信号的处理。

一个全加器需要接收两个二进制数和一个进位作为输入信号。

每个输入信号都可以用一个二进制位表示，这些位可以通过电路的输入端口进入电路。

在设计全加器时，我们需要确定如何使用这些输入信号。

其次，我们需要选择逻辑门来实现全加器。

逻辑门是数字电路的基本组件，通常用于实现计算和逻辑运算。

在设计全加器时，我们可以使用与门、或门和异或门来完成计算。

接下来，我们需要实现进位的传递。

当两个二进制数相加时，如果它们的和超过了二进制数能够表示的范围，就会产生一个进位。

为了实现进位的传递，我们可以使用逻辑门来判断是否产生了进位，并将进位传递到高位。

最后，我们需要计算输出结果。

一个全加器的输出结果是一个和位和一个进位位。

和位表示两个输入位的和，进位位表示是否产生了进位。

我们可以通过使用逻辑门和输入信号来计算输出结果。

下面是一个典型的全加器电路的设计：首先，我们将输入信号连接到三个输入端口。

一个输入端口用于接收两个输入二进制数，另一个输入端口用于接收进位。

接下来，我们将输入信号与逻辑门连接起来。

我们可以使用两个异或门来实现和位的计算，然后使用一个与门计算进位。

最后，我们将输出信号连接到两个输出端口。

一个输出端口用于输出和位，另一个用于输出进位位。

在实际设计中，我们需要综合考虑多个全加器的连接，以实现更复杂的计算。

这可以通过将多个全加器链接成一个加法器来实现。

加法器是一个包含多个全加器的数字电路，可以将更长的二进制数相加。

总结起来，全加器是一个重要的数字电路组件，用于将两个二进制数相加。

在全加器的设计过程中，我们需要考虑输入信号的处理、逻辑门的选择、进位的传递、和输出结果的计算。

通过合理选择逻辑门和连接输入输出信号，我们可以实现一个高效的全加器。

实验三1位全加器的设计一、实验目的：熟悉Alter公司的Max+Plus II软件，掌握采用EDA技术进行设计的过程，学会使用原理图和VHDL语言的两种方法进行电路设计。

二、实验内容：1、编写2输入或门的VHDL程序。

2、编写半加法器的VHDL程序。

3、采用原理图方法设计全加器。

4、进行逻辑编译、综合和优化。

5、进行软件仿真。

三、实验步骤：1、建立新目录：如e:\example；2、第一次运行MAX+PLUS II——进入MAX+PLUS II双击MAX+PLUS II 图标：或：开始→程序→Altera→3、创建VHDL源程序A：创建2输入或门的VHDL源程序：ORM2.VHD（1）生成一个新的文本文件：按屏幕上方的按钮，或选择“file”→“new…”，出现对话框：选择Text Editor file（文本编辑方式），然后按下OK按钮，会出现一个无标题的文本编辑窗口——Untitled-Text Editor。

（2）在编文本辑窗口中输入2输入或门的VHDL源程序：ORM2.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY ORM2 ISPORT (A,B: IN STD_LOGIC;C: OUT STD_LOGIC);END ORM2;ARCHITECTURE ART1 OF ORM2 ISBEGINC<=A OR B;END ARCHITECTURE ART1;（3）保存文件：按工具栏中的按钮，或选择File→Save，出现对话框：在File Name（文件名）栏中输入文件名，如ORM2.vhd在驱动器选择栏选刚刚建立的项目路径所在的驱动器，如e：在路径栏选择所建立的项目路径，如：example在Automatic Extension（自动扩展名）的下拉菜单中选择.vhd按键，就把输入的文件存放在了目录e：\example中了。

此时，所有的标识符都变色。

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。

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)。

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。

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。

1.一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。