实验五1位全加器的文本输入(波形仿真应用)

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1一位全加器（综合验证性）一、目的掌握组合逻辑电路, 使用74LS00“与非门”电路构成一位全加器组合逻辑电路。

掌握组合逻辑电路的基本概念和结构。

二、要求: 使用与非门构成一位全加器组合逻辑电路。

实验报告包括:1.画出一位全加器逻辑电路图；正确标出集成电路引脚。

74LS00“与非门”电路引脚名称:2.标上门电路脚号, 连接逻辑电路；发光管3.模拟输入Ai 、Bi 、Ci, 记载Si 、Ci-1实验结果。

Ai Bi Ci Si Ci-1三、实验设备和集成电路1.数字逻辑实验板一块。

2、3片74LS00, 连结导线50根。

四、考核方式1.逻辑电路图应当整洁、规范。

2.实验前作好充分实验准备。

3.数字逻辑实验课是一项实践性很强的教学课程。

考核的重点是电路连接, 调试和测试的实践性环节。

考察学生在实验中的动手能力和事实求是的科学态度。

核心是检查是否能够实际完成一位全加器数字逻辑电路, 并电路运行正确作为重要标准。

在电路连接, 调试和测试完成后, 经老师检查确认满足实验要求, 学生签字, 递交报告书, 方可通过实验一的验收。

五、连接, 调试和测试组合逻辑电路参考事项注意如下:1.实验开始时, 检查并确定实验设备上的集成电路是否符合要求。

2、导线在插孔中一定要牢固接触。

集成电路引脚与引脚之间的连线一定要良好接触。

连线在面包板上排列整齐, 连线的转弯成直角。

连线不要飞线。

3、在组合逻辑电路连线时, 为了防止连线时出错, 可以在每连接一根线以后, 在组合逻辑电路图中做一个记号, 这样可以避免搞错连线, 漏掉连线, 多余连线等现象发生。

实验五 1位全加器的文本输入（波形仿真用）1.实验目的通过此实验让学生逐步了解、熟悉和掌握FPGA开发软件Quartus II的使用方法及VHDL 的编程方法。

学习电路的仿真方法。

2.实验内容本实验的内容是建立一个1位全加器。

在实验箱上的按键KEY1~KEY3分别为A、B 和Cin，并通过LED1~LED3指示相应的状态。

输出Sum和Cout通过LED7和LED8指示。

3.实验原理1位全加器的真值表如下所示。

表1位全加器逻辑功能真值表4.实验步骤(1) 启动Quartus II，建立一个空白工程，然后命名为full_add.qpf。

(2) 新建full_add.vhd源程序文件，编写代码。

然后进行综合编译。

若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。

也可采用原理图文件的输入方式，建立半加器，然后在组成１位全加器。

原理图如下所示半加器设计1位全加器设计(3) 波形仿真步骤如下：① 在Quartus II 主界面中选择File → New 命名，打开新建文件对话框，从中选择V ector Waveform File ，如下图所示。

单击OK 建立一个空的波形编辑窗口。

选择File →Saveas 改名为full_add.vwf。

此时会看到窗口内出现如下图所示。

图 新建文件对话框 图 新建波形文件界面② 在上图所示的Name 选项卡内双击鼠标左键，弹出如图 所示的对话框。

在该对话框中单击Node Finder 按钮，弹出如图 所示的对话框。

图 添加节点对话框③ 按照下图所示进行选择和设置，先按下“list ”按钮，再按下“>>”按钮添加所有节点，最后按下“ok ”按钮。

图添加节点④波形编辑器默认的仿真结束时间为1us，根据仿真需要可以设置仿真文件的结束时间。

选择Edit→ End Time命令可以更改。

这里采用默认值不需更改。

图添加完节点的波形图⑤编辑输入节点的波形。

编辑时将使用到波形编辑工具栏中的各种工具。

1位全加器V H D L文本输入设计湖南文理学院姓名： 彭仕林 学号：201111020205 成绩：组号： 2 学院：物理与电子科学学院 年级： 大三 专业：电子信息科学与技术 课程名称： EDA 技术实验 日期：_____________一、实验名称1位全加器VHDL 文本输入设计二、实验目的学习QuartusII 软件的应用软件的应用，以及元件例化语句，进一步熟悉VHDL 设计技术。

三、实验仪器QuartusII 软件、《E-Play-SOPC 教学实验箱》四、实验原理及原理图物理与电子科学学院实验报告批阅教师签字：五、实验程序半加器：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY half_adder ISPORT (a,b : IN STD_LOGIC;s,co: OUT STD_LOGIC);END half_adder;ARCHITECTURE half1 OF half_adder ISSIGNAL c,d : STD_LOGIC;BEGINc<=a OR b;d<=a NAND b;co<=NOT d;s<=c AND d;END half1;全加器：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY fulladder ISPORT (a, b, cin: IN STD_LOGIC;sum, co : OUT STD_LOGIC;M : out std_logic_vector(3 downto 0));END fulladder;ARCHITECTURE full1 OF fulladder ISCOMPONENT half_adderPORT (a,b :IN STD_LOGIC;s,co:OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ;SIGNAL u0_co,u0_s,u1_co : STD_LOGIC;BEGINM <= "0001";U0: half_adder PORT MAP(a,b,u0_s,u0_co);U1: half_adder PORT MAP(u0_s, cin, sum, u1_co);co<=u0_co OR u1_co;END full1;六、实验步骤（1）、打开QuartusII软件。

实验名称：一位8421全加器设计（VHDL输入法）一、实验目的（1）学习用VHDL语言对计数器设计、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。

（2）VHDL编程输入的设计步骤，设计方法等。

二、实验内容和原理1、系统构成·八段数码管显示模块·八段数码管扫描模块·BCD转换及加法计算模块·键盘输入数据读取模块·时钟分频模块2、矩阵键盘工作原理按键设置在行列线交叉点，行列线分别连接到按键开关的两端。

列线通过上拉电阻接5V电压，即列线的输出被钳位到高电平状态。

判断键盘中有无按键按下是通过行线送入扫描信号然后从列线读取状态得到的。

其方法是依次给行线送低电平，检查列线的输入。

如果列线全是高电平，则代表低电平信号所在的行中无按键按下；如果列线有输入为低电平，则代表低电平信号所在的行和出现低电平的列的交点处有按键按下无按键按下时，col0~col3输出分别为“1111”当输入扫描时，扫描第一行，即IN1<=’0’，当按下Button 1，那么输出col输出信号将发生变化，Out1变为’0’，则col0~col3输出分别为“1110”。

可通过行扫描码和列输出码来获得分时扫描的键盘按压信号。

只要扫描时间适当，就可得到按键的按压情况。

3、键盘输入一个完整的键盘控制程序应解决以下任务：（1）检测有无按键按下（2）有键按下，在无硬件去抖得情况下，应有软件延时除去抖动影响（3）键扫描程序（4）将键编码转换成相应键值整个设计程序包括三个模块：时钟分频、键盘扫描和键译码转换。

为了显示，还必须在顶层添加显示部分。

由于使用的外部时钟频率为50MHz，这个频率对扫描来说太高，所以这里需要一个分频器来分得适合键盘扫描使用的频率。

实验题目
实验报告正文一律使用A4打印纸打印或手写，页眉上标明“《XXXX》课程实验”字样。

页面设置上边距2.5cm，下边距2 cm，右边距2 cm（左装订），多倍行距1.25倍。

正文用宋体5号字，页眉和页脚同宋体小5号字并居中。

1、实验内容
用MAX+plus II 10.1设计一位全加器
2、实验目的与要求
设计一位全加器，并且熟悉MAX+plus II 10.1使用环境。

3、实验环境
MAX+plus II 10.1
4、设计思路分析（包括需求分析、整体设计思路、概要设计）
用两个半加器和一个或门，设计一位全加器。

5、详细设计
一位全加器可以用两个半加器和一个或门连接而成，半加器由一个与门，一个非门，同或门来实现。

在MAX+plus II 10.1环境操作步骤如下：
1、半加器的设计
2、全加器的设计
3、分配管脚
4、编译
5、仿真
6、下载
7、观察结果
6、实验结果与分析
半加器原理图
半加器波形图
全加器原理图
全加器波形图
7、实验体会与建议
通过这次实验课的学习，我学会了MAX+plus 的使用。

了解了半加器和全加器的设计原理和在MAX+plus中的实现方法。

在操作过程中虽然遇到了很多的困难，但在同学的帮助下都克服了。

同学的帮助在学习的过程中是很重要的。

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QuartusⅡ系统的使用及设计流程一、实验目的1、熟悉QuartusⅡ软件的使用方法。

2、熟悉LP-2900数字逻辑设计实验平台。

3、通过一位全加器实验了解原理图输入法设计的全过程。

二、预习要求1、参见附录QuartusⅡ软件的使用。

2、设计一位全加器电路，画出其逻辑电路图。

三、实验原理在Quartus II图形文件编辑过程中，输入器件型号即可调出所需器件，Quartus II的基本元件库几乎囊括了所有中规模集成器件。

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。

本实验不同于其它实验，实验手段和实验方法都有了重大的变化，主要体现在以下几个方面：1、实验手段不同。

本实验是利用ISP技术、采用EDA软件工具、应用PLD 器件，在计算机平台上进行的。

2、实验方法不同。

（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）。

而做实验时，只要在计算机上把不同的电路或程序输进去，其它步骤所有实验都一致；（2）在计算机上进行的自动化程度高，人机交互性好，修改、验证实验简单。

具体步骤为：用原理图或文本进行输入；管脚定义；编译；波形仿真，如有问题，再回过头去对源文件进行修改，仿真成功后下载。

实验软件基本设计流程如图1-1所示。

图1-1 软件基本设计流程四、实验内容使用原理图输入法设计一位全加器电路。

其真值表如表1-1所示。

表1-1 全加器电路真值表1、由真值表写出逻辑表达式，经化简后得： S=A ⊕B ⊕CF=AB+BC+AC=AC BC AB •• 2、在QuartusII 软件中画出的电路图：输入A 、B 、C 连J 区的SW1、SW2、SW3，键按下输入为“0”，键松开为“1”。

输出F 、S 连A 区的L1、L2的2个发光二极管，输出“1”为点亮，输出“0”为灭灯。

步骤：（1） 打开QuartusII 软件，进入编辑环境。

实验五计数器设计一、实验目的:1）复习计数器的结构组成及工作原理。

2）掌握图形法设计计数器的方法。

3）掌握Verilog HDL语言设计计数器的方法。

4）进一步熟悉设计流程、熟悉数字系统实验开发箱的使用。

二、实验器材:数字系统设计试验箱、导线、计算机、USB接口线三、实验内容:1）用图形法设计一个十进制计数器, 仿真设计结果。

下载, 进行在线测试。

用Verilog HDL语言设计一个十进制的计数器（要求加法计数；时钟上升沿触发；异步清零, 低电平有效；同步置数, 高电平有效）, 仿真设计结果。

下载, 进行在线测试。

四、实验截图1）原理图:2）仿真波形:3）文本程序:5）波形仿真:五、实验结果分析、体会:这次实验, , 由于试验箱有抖动, 故在原理图上加了去抖电路, 但是在波形仿真的时候无需考虑抖动, 所以我在波形仿真的时候将去抖电路消除了, 方便观察实验六累加器设计一、实验目的:1）学习了解累加器工作原理;2)了解多层次结构的设计思路;3）学会综合应用原理图和文本相结合的设计方法。

实验器材:数字系统设计试验箱、导线、计算机、USB接口线三、实验内容:1）在文本输入方式下设计分别设计出8位的全加器和8位的寄存器, 并分别存为add8_8.v和reg8.v;3） 2）在原理图输入方式下通过调用两个模块设计出累加器电路, 并存为add8.bdf, 进行功能仿真;下载, 进行在线测试。

四、实验截图1）8位累加器原理图:2）波形仿真:3）文本输入8位加法器语言及符号:生成元器件:4）文本输入8位寄存器:生成图元:五、实验总结:通过本次实验, 学习了解累加器工作原理, 了解多层次结构的设计思路, 学会综合应用原理图和文本相结合的设计方法。

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。