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精品文档 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 终极一班 实验名称 8位加法器设计
姓名 Benny 实验时间 2013年n 月n 日
学号
指导教师
何惠龙
报 告 内 容
一、实验目的和任务
利用QuartusII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
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
三、设计代码（或原理图）、仿真波形及分析
新建工程，做原理图，如下图所示：
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以下是仿真结果，如图所示：
引脚图： 精品文档
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四、实验结论与心得
心得：根据实验设计思路，我先用VHDL设计了一个全加器full_adder.vhd，编译、仿真成功后，通过元件例化的方式，采用原理图设计了一个8位的加法器adder8.bdf，但是在这个过程中出现了很多问题，即由于我是把这个8位的加法器的每个全加器元件输入输出引脚分开的，因此一开始就设计了17个输入引脚，这使得我在给输入引脚添加信号时不知道添加什么信号，才能够起到验证仿真结果是否正确的目的。
另外，我在这里还遇到了一些其他问题，由于在建立原理图文件adder8.bdf以后没有将该原理图文件设置成顶层文件，这使得我在给输入引脚添加信号时无法添加引脚。这里还存在一个问题：当通过原理图设计8位加法器时，我不知道能不能把它当着一个整体，即3输入2输出。另外，怎么通过在原理图设计里面把这一思想表示出来。
由于通过原理图设计无法完成8位加法器的设计，所以我又换了VHDL设计。通过VHDL设计比原理图设计简单，但是更容易出错，比如输入引脚、中间信号生成等的不匹配。
建立VHDL源文件以后，保存为adder8.vhd文件名，编译、仿真，但是由于我是将8位加法器当成的一个整体，即3输入2输出，并且在端口定义时我所定义的数据类型为逻辑矢量，因此这里又出现一个问题，即在仿真时给输入信号添加信号时不能确定到底应该怎么添加，并且其中间信号无法确定。不过后来在老师的指导下，我明白了错误根源在哪里。
基于OBE理念的电子技术实验改革与创新
《电子技术综合实验》课程内容根据电气信息工程发展的需要，按照OBE理念，通过改革专业面过窄的人才培养模式、优化重组课程体系内容，从而构建符合电气工程教育认证的实验课程体系。该课程是以给定目标、自主设计、自主操作、自主探索的方式进行的，最终建立从“基本技能训练→应用能力培养→创新设计技能拓展→创新实践能力增强”的实验教学体系。通过该课程，使学生能得到相对全面、严格和系统的科研训练，使其创新意识、创新精神和创新能力在实践中得到培养和提高。
标签：OBE;电子技术;创新性实验教学改革
1、工程教育认证理念（OBE）
近年来国内部分高校以工程教育认证（OBE）为理念，进行工程教育认证工作。而工程教育专业核心内容就是根据工程教育毕业生通用基本要求和专业特色，在覆盖通用基本要求的基础上，根据培养目标的要求和专业特点，形成了明确、可衡量的毕业要求及其指标点，从而能够有效的支撑培养目标的达成[1]。
2、电子技术综合实验教学改革内容
电子技术综合实验为完成工程教育认证提出的课程目标，需要吸收国内外课程改革成果和科技发展的最新成果，并将社会生产实际案例和现代科技成果融入到实验课程中，建立从“基本技能训练→应用能力培养→创新设计技能拓展→创新实践能力增强”的实验教学体系[6]。具体如下：
1、基本技能训练阶段，通过课程教学的实验和模拟加深学生对课本知识的理解。通过基础能力训练平台训练学生常用仪器及器件的测试能力、电路制作能力、电路CAD应用能力等，注重培养学生电工电子类基本技能，为后续专业课程打下基础。
2、通过多环节的大型综合实验，充分体现相关技术的先进性，让学生及时了解技术发展动向，增强综合判断能力。增加综合专题研究和学习，通过专题研究拓宽知识面，掌握更多就业技能。
3、创新设计技能拓展阶段，通过设计实验使学生将所学知识打乱，并应用在新内容的设计研发上。
4、创新实践能力增强阶段，通过使学生在设计基础上亲自动手搭建电路，增强学生的动手能力、解决实际问题的能力、排除故障并改进设计方案的能力。
自主设计实验
5.6智力竞赛抢答器设计
1.实验目的
1）熟悉74LS174 D触发器的管脚排列及功能。
2）熟悉74LS00、74LS20与非门的管脚排列及功能。
3）设计相应的电路图，标注元器件参数，并进行实验。
2.总体设计方案或技术路线
利用74LS175 D触发器设计供四人用的智力竞赛抢答器，用以判断抢答优先权。
抢答开始之前，由主持人按下复位开关清除信号，所有的指示灯和数码管均熄灭。当主持人宣布“开始抢答”后，首先做出判断的参赛者立即按下按钮，对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号，而其余三个参赛者的按钮将不起作用，信号也不再被输出，直到支持人再次清除信号为止。
数码管显示要求利用试验箱上的CD4511数码管实现。
但由于没有买到74LS175 D 触发器，故选择了74LS174 D触发器为六上升沿D触发器来替代作为实验中的主要器件。74LS174 D触发器输出仅有Q没有Q__，为实现功能通过74LS04非门或74LS00与非门来实现。
3.实验电路图
(1)芯片管脚排列图
74LS174
(2)初步设计电路
（3）改进后电路
完全用芯片连接
4. 仪器设备名称、型号
1）直流稳压电源 1台
2）数字万用表 1只
3）EEL-69模拟、数字电子技术实验箱 1台
74LS174D触发器，74LS00、74LS20与非门，74LS04非门，CD4511数码管，电阻，电容，导线若干。
5.理论分析或仿真分析结果
（1）理论分析
清零端R__D和时钟脉冲C是六个D触发器共用的。
抢答前先清零，1Q-4Q均为“0”，相应的发光二极管LED1-LED4都不亮；1Q__-4Q__均为“1”,与非门G1输出为“0”，扬声器不响。同时G2输出为“1”，将G3打开，时钟脉冲C可以经过G3进入D触发器的C端。此时，由于S1-S4均未按下，1D-4D均为“0”，所以触发器的状态不变。
抢答开始，若S1首先被按下，1D和1Q均变为“1”，相应的发光二极管LED1亮；1Q__变为“0”，G1的输出为“1”，扬声器发响。同时G2输出为“0”，将G3封闭，时钟脉冲C便不能经过G3进入D触发器。由于没有时钟脉冲，因此再次接着按下其他按钮，就不起作用了，触发器的状态不改变。
1 电子技术课程设计课程设计
概述
电子技术是一门关键的学科，它涉及到电子、电路、信号处理、通信、控制等方面。电子技术已经深入到我们生活和工作的方方面面，如移动通信、计算机网络、家用电器、航空航天等等。在现代化的生产和生活中，电子技术不可或缺。因此，我们的课程设计将着重于电路设计、信号处理和数字电子设计等方面，以便学生能够更好地掌握电子技术的基本概念、原理和实践技能。
目标
我们的课程设计旨在使学生能够：
• 理解电路和电子元件的基本原理
• 学习信号处理和数字电子设计方面的知识
• 熟练掌握基本的电路设计和测试技术
• 能够使用计算机辅助设计工具完成电路和数字电子设计
• 学会团队协作、沟通和写作技能
内容
第一章 电路和元器件
在本章中，我们将介绍电路的基本概念，以及电子元器件的分类和特性。学生将学习简单电路的设计和计算方法。
• 电路的基本概念
• 电路元器件的分类
• 二极管和晶体管
• 信号放大电路设计和测试 2 第二章 信号处理
本章将介绍信号处理的基本概念和方法。学生将学习信号处理的基础知识，包括采样、量化和编码等内容。此外，还将介绍数字信号处理的一些基本概念和方法。
• 信号处理的基本概念
• 采样和量化
• PCM编码
• 数字滤波器设计和测试
第三章 数字电子设计
在本章中，学生将学习数字电路的设计和测试技术。我们将介绍数字逻辑门、编码器、解码器、计数器、存储器等数字电子元器件的原理和设计方法。
• 数字电路的基本概念
• 逻辑门、编码器、解码器和计数器
• 存储器的设计和测试
• 时序电路的设计和测试
第四章 项目实践
在本章中，学生将用所学技术完成一个小项目。学生将应用电路设计、信号处理和数字电子设计的知识，完成一个简单的电子产品设计。此外，我们将介绍基本的团队协作、沟通和写作技能。
• 项目选择和计划
• 参观实验室和检查设备
• 设计和测试产品原型
• 准备项目报告和成果展示 3 教学方法
