8位全加器全面实验报告.doc

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学院实验报告
课程名称：逻辑设计与FPGA 项目名称：8位全加器
姓名： 专业： 微电子 班级：13级 学号： 同组成员 无
实验日期
一、 实验预习部分：
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软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详
细流程。
1． 实验原理：
利用层次设计方法设计8位全加器。一个8位全加器可以由8个1位加法器构成，加法器
间的进位可以串行方式实现，将低位加法器的进位输出端与相邻的高位加法器的最低位进位输
入信号端相接。
八位全加器VHDL设计程序：
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY ADDER8B IS
PORT (A,B:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
CIN: IN STD_LOGIC;
COUT:OUT STD_LOGIC;
DOUT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0));
END ENTITY ADDER8B;
ARCHITECTURE BHV OF ADDER8B IS
SIGNAL DATA:STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0);
BEGIN
DATA<=('0'&A)+('0'+B)+("00000000" & CIN);
COUT<=DATA(8);
DOUT<=DATA(7 DOWNTO 0);
END ARCHITECTURE BHV;

半加器原理图

全加器原理图

8位全加器原理图

3． 实验仪器：
1、 PC机1台 2、 QuartusII系统 3、 开发板1块
4．实验步骤及方法：
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。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。
具体步骤：
1.建立一个工作文件夹用来存放实验文件以及数据和编辑设计文件。
2.创建工程，命名，并选择目标芯片。
3.利用原理图输入法编辑半加器入库，然后利用入库的半加器编辑一个全加器并且入库，最后
利用入库的全加器编辑一个8位的全加器。
4. 编译成功后，进行时序仿真。打开波形编辑器File--New--Vector Waveform File；波形文
件存盘；将工程adder8的端口信号节点选入波形编辑器中；编辑输入波形，设置端口信号；
启动仿真器并观察仿真结果。
5. 引脚锁定。Assignments--Assignment Editor命令进入编辑窗口，将信号加进后开始引脚锁
定，选择合适的硬件模式。
6.完成引脚锁定后再次全程编译。
7.编译文件下载。将编译产生的SOF格式配置文件配置进FPGA中，进行硬件测试。

5．注意事项实验预习成绩（百分制）__________ 实验指导教师签字：__________

：
1、所有实验数据放入一个文件夹内，并且不要把文件夹放在系统盘上，实验结束后备份
好实验数据，以备教师随时查阅。
2、文件名不能出现中文也最好不要用数字,工程名与设计的实体名保持一致。
3、 目标芯片要选择与开发板上对应的EP3C16F484C6。
4、 设置好的顶层文件记得重新编译才能创建波形文件。
5、 波形仿真的时候记得去加载对应的波形文件，否则仿真失败。

二、 实验过程记录部分：
1. 实验过程记录：打开软件，用原理图编辑一个半加器，入库。跟着编辑全加器，入库，
再编辑一个8位全加器。利用顶层文件设置，分别把半加器，全加器，8位全加器分别仿真。
成功之后，把8位全加器烧写到开发板上测试，验证。

2．实验现象及原始数据记录实验操作成绩（百分制）__________ 实验指导教师签字：__________

：
半加器RTL

全加器RTL

8位全加器RTL

半加器仿真波形

全加器仿真波形

8位全加器仿真波形

三、 实验结果与讨论：
1． 数据处理及实验结果分析：
半加器
输入
输出
a
b
co
so
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
符合半加器的真值表，仿真成功。
全加器(真值表按顺序排列)
输入
输出
ain
bin
cin
cout
sum
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
对比仿真波形，以及全加器的真值表，符合全加器的真值表。仿真成功。
8位全加器：功能方阵的结果跟数学理论的结果相同。说明8位全加器的仿真是
成功的。

2．实验改进、心得体会及思考题实验报告成绩（百分制）__________ 实验指导教师签字：__________日期：___________
：
心得体会：通过这次实验，进一步熟悉了quartusⅡ软件的使用。对于简单电路设计也有了
进一步的认识。 掌握了层次化设计的方法，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。
对于波形仿真，也知道了一个随机生成波形的方法。对于大量的波形输入，我们可以利用这样
的方法来测试

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