全加器电路设计

1、南昌航空大学实验报告2014年月日课程名称：计算机组成与原理实验名称：全加器电路设计班级：120452学生姓名：刘信学号：12045217指导教师评定签名：实验目的：熟悉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，体验EDA软件原理图输入方式进行电子线路设计的详细流程。实验任务：完成半加器和一位全加器的设计，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计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。实验完成，写出实验报告

2、实验指导：1实验原理及方案本实验采用层次化设计方法，先用逻辑门设计构造1位半加器作为一个可调用的元件，然后调用半加器元件构造1位全加器，制成可调用的元件，再用1位全加器元件组成8位全加器。实验设计软件采用QuartusII。使用原理图输入设计方法。最后下载到可编程芯片EP1C6Q240上，制造一片8位全加器集成电路。测试在GW48实验系统上进行，选用电路模式N0.1。安排如下：1位全加器的验证：试验台上的十六进制按键1(PIOO/1/2)分别接全加器输入ain、bin、cin；发光管D2、D3(PIO33/34)分别接sum和cout。8位全加器的验证：试验台上的键2，键1(PIO7-PIO0

3、)作为一组8位加数输入，键4,键3(PIO15-PIO8)作为另一组8位加数输入；数码管6(PIO23-20)和5(PIO19-16)显示加法和，发光管D8(PIO39)显示进位。表3.21位全加器实验引脚表:设计电路的逻辑端口名ainbincinsumcout结构图上连接器件按键1按键1按键1发光管D2发光管D3结构图上引脚序号PIO0PIO1PIO2PIO33PIO34EP1C6Q240芯片引脚序号123138139EP1C6Q240芯片引脚号名I/O0I/O1I/O2I/O33I/O34表3.38位全加器实验引脚表设计电路的逻辑端口名ainbinsumcout结构图上连接器件按键2，1按

4、键4，3数码管6，5发光管D8结构图上引脚序号PIO7-4PIO3-0PIO15-12PIO11-8PIO23-20PIO19-16PIO39EP1C6Q240芯片引脚序号240-23312,8-6,4-1139,138160EP1C6Q240芯片引脚号名I/O7-OI/O15-8I/O23-16I/O39实验步骤建立实验项目工作文件夹。女如C:ADDER.打开QuartusII软件。点击FilelNew,新建设计文件。在弹出新建对话窗口，选DeviceDesignFiles选项卡，在所列文件类型中选择BlockDiagram/SchematicFile,点击OK按钮。在出现的原理图编辑窗口绘

5、制原理图。在编辑窗口左侧有绘图工具选择区。点击元件按钮，弹出Symbol符号选择窗口，从中可选择元器件，弓I脚，以及保存了的框图符号。通过”箭头”工具(图3.19)移动符号，布局好元件位置。双击引脚符号中的PINNAME，对输入/输出引脚命名。通过”直角连线”工具(图3.19)连接电路元件。完成原理图设计。通过File|SaveAs菜单项保存文件到事先建立的工作文件夹中，命名为h_adder.bdf。在这里保存文件时，暂时不进入”新建工程向导”。通过File|Create/Update|CreateSymbolFilesforCurrentFile,将设计的原理图文件设置成可调用的元件。重复1

6、)到5)步设计1位全加器电路。这里设计全加器时，可通过浏览查找，定位到存放位置，调用半加器电路。保存在同一工作文件夹中，命名为f_adder.bdf,设置成可调用元件。重复1)到5)步，调用全加器符号，设计绘制8位全加器电路。2新建工程如实验一介绍的方法，工程名和顶层设计文件同为f_adder，加入工作文件夹内的所有文件。选择芯片。完成1位全加器电路的设计工程。注意：一个工程只能有一个顶层设计文件，所以1位全加器和8位全加器应该各自建立不同的工程。通过点击Processing下拉菜单，选StartCompilation菜单项启动编译。4时序功能仿真，先进行激励激励波形设计。然后启动仿真。操作方

7、法如实验一所述，仿真结果如图3.24所示。锁定引脚(参考图3.17，表3.3选择引脚)，方法参考实验一中介绍的锁定引脚部分。下载编程已经在实验一中介绍。请参考实验一。硬件测试，选择模式NO.1。1位全加器输入只用了按键1，按键采用十六进制输入，每按一次输入一位二进制数据，因此两个1位加数和进位是通过按键同时输入。参看表3.4o表3.4按键1输入值与测试输入数据对照表ainbincin按键1的值D2(SUM)D3(C0UT)00001001（按键1次）灯亮0102（按键2次）灯亮0014（按键4次）灯亮1103（按键3次）灯亮1015（按键5次）灯亮0116（按键6次）灯亮1117（按键7次）灯亮灯亮8.8位加法器