数字电路加法器实验报告

1、中山大学移动信息工程学院本科生实验报告（2014学年秋季学期）课程名称：数字电路实验任课教师：王军助教：李正年级&班级 13级09班专业（方向）软件工程（移动信息工程）学号13354111姓名黄莉电664728Emailpillowweixi66开始日期完成日期一、 实验题目Lab9：用3种不同的方法实现4位加法器1. 行为级描述的加法器2. 行波进位加法器3. 超前进位加法器二、实验目的1.更加熟练的运用ISE软件进行实验设计和仿真。 2.加深对verilog语言的理解和运用 3.掌握加法器的原理，学会用不同层级实现方法来实现加法器三、实验内容1. 实验步骤

2、编写文本文件并编译 软件仿真 进行硬件配置 2. 实验原理 四、 实验结果 1.Lab9： ISE软件进行4位加法器的设计与实现（行为级描述的加法器）1.1. 综合得出的RTL电路图 图一：加法器行为级描述RTL图如图一所示，用行为级语言对加法器进行描述即可实现四位加法器。1.2 仿真波形图图二：图一：行为级加法器实现的仿真图如图二所示，当输入a，b二进制的四位数时，输出y分别是将四位数相加。cf是最大进位，当a与b相加之后的数大于16，则cf输出为1，其余情况输出为0。例如，当输入为a=1000，b=0111,时，输出相应的y应为1111，cf为0。根据加法运算，上述仿真的结果是正确的。1.

3、3 开发板的实际效果图下图的左边前四个开关分别对应a输入从高位到低位的四位二进制数，靠近右边的四个开关别对应输入b从高位到低位的四位二进制数。输出对应5个LED灯，从高位到低位分别为靠近左边从左到右的五个灯。 图一：a=1000,b=0101，y=1101，cf=0效果图如上图所示，当输入为a=1000和b=0101，相应的输出为0,1101分别对应相应的第2,3,5盏灯亮 图二：a=1000,b=0111，y=1111，cf=0效果图如上图所示，当输入为a=1000和b=0111，相应的输出为0,1111分别对应相应的第2,3,4，5盏灯亮图三：a=1000,b=1000，y=0000，cf

4、=1效果图如上图所示，当输入为a=1000和b=1000，相应的输出为1,0000分别对应相应的第1盏灯亮图四：a=1110,b=1010，y=1000，cf=1效果图如上图所示，当输入为a=1110和b=1010，相应的输出为1,1000分别对应相应的第1，2盏灯亮图五：a=1110,b=1101，y=1011，cf=1效果图如上图所示，当输入为a=1110和b=1101输出为1,1011分别对应相应的第1，2,4,5盏灯亮2. ISE软件进行4位加法器的设计与实现（行波进位加法器）2.1. 综合得出的RTL电路图如上图所示，按照加法器的实验原理，对与相应的进位数ci，ci=ai&b

5、i+ai&ci-1+bi&ci-1,即进位分别为对应位相应的a，b输入和上一位数的进位数，如果有两个以上不为0，则进位，否则，则不进位。对于相应的输出，yi=aibici,即相应的位数的输出取决于对应位数的a，b，输入和相应的进位数的不为零的数的奇偶性。如果为奇数，则yi=1,偶数，则yi=0;2.2 仿真波形图3. ISE软件进行4位加法器的设计与实现（超前进位加法器）3.1 RTL图如图所示，根据超前进位的原理，对于相应的位数I,当aibi1时，由相应进位为1，即产生进位。否则，若ai或bi中异或为1且上一位的进位为1，则产生进位。而yi则与ai,bi,和上一位的进位ci-1这三个变量为1的奇偶性有关。3.2仿真图五、实验感想1.通过本次实验，让我对使用ISE系统进行实验设计的步骤，从创建工程，到仿真，到bit文件的生成和下载都熟练于心。此外，对verilog语言有了进一步的理解，相比于前几个实验，减少了语法错误和对变量操作的简单错误。2.应该先将实验的原理理解透彻，再进行代码的编写。3.对非输入输出的变量，声明和赋值应该分开，并且注意变量类型的选择。4.alway