如何用ＶＨＤＬ语言设计四位全加器

VHDL语言设计四位全加器：

library IEEE;

use IEEEStd_logic_1164ALL;

entity pro1 is

port(A1,B1,G1BAR,A0,B0,G0BAR:in std_logic;

Y20,Y21,Y22,Y23,Y10,Y11,Y12,Y13:out std_logic);

end pro1;

architecture pro1_arch of pro1 is

begin

Y10<='0' when(B0='0') and ((A0='0') and (G0BAR='0')) else '1';

Y11<='0' when(B0='0') and ((A0='1') and (G0BAR='0')) else '1';

Y12<='0' when(B0='1') and ((A0='0') and (G0BAR='0')) else '1';

Y13<='0' when(B0='1') and ((A0='1') and (G0BAR='0')) else '1';

Y20<='0' when(B1='0') and ((A1='0') and (G1BAR='0')) else '1';

Y21<='0' when(B1='0') and ((A1='1') and (G1BAR='0')) else '1';

Y22<='0' when(B1='1') and ((A1='0') and (G1BAR='0')) else '1';

Y23<='0' when(B1='1') and ((A1='1') and (G1BAR='0')) else '1';

end pro1_arch;

能实现四位二进制数全加的数字电路模块，称之为四位全加器。

>

FA是全加器，HA是半加器。

计算机组成原理名词解释：主机：CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机。CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。运算器：计算机中完成运算功能的部件，则ALU和寄存器构成。指令：构成计算机软件的基本元素，表示成二进制数编码的 *** 作命令。位：计算机中的一个二进制的数据代码(0或1)，是数据的最小表示单位。字：数据运算和存储单位，其位数取决于计算机。字节：衡量数据量以及存储器容量的基本单位，1字节等于8位二进制信息。字长：一个数据字包含的位数，一般为8位、16位、32位和64位等。地址：给主存储器不同的存储位置指定的一个二进制编号。存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存两种。存储器的访问：对存储器中数据的读 *** 作和写 *** 作。总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合。接口：部件之间的连接电路，如输入输出接是主机与外围设备之间传递数据与控制信息的电路。存储器的容量：是衡量存储器容纳信息能力的指标。主存储器中数据的存储一般是以字为单位进行。存储器中存储的一个字的信息如果是数据则称为数据字，如果是指令则称为指令字。

RAM：随机访问存储器，能够快速方便地访问任何地址中的内容，访问的速度与存储位置无关。

ROM：只读存储器，只能读取数据不能写入数据的存储器。

SRAM：静态随机访问存储器。它采用双稳态电路存储信息。

DRAM：动态随机访问存储器，它利用电容电荷存储信息。

EDODRAM：增强数据输出动态随机访问存储器，采用快速页面访问模式，并增加了一个数据锁存器以提高数据传输速率。PROM：可编程的ROM，可以被用户编程一次。

EPROM：可擦写可编程的ROM，可以被用户编程多次。

本书以掌握国内外最流行的电子设计自动化(EDA)技术为教学目标，以

培养学生的设计和应用开发能力为主线，系统地介绍EDA应用技术。

全书在取材和编排上，内容新颖、循序渐进，并注重理论联系实际。全

书共10章，主要内容包括VHDL硬件描述语言、Quartus Ⅱ等EDA工具软件、

可编程逻辑器件、实验开发系统、应用实例和综合设计实例。第4章对大量

常规的数字电路做出了VHDL描述，第7章详细阐述了9个典型数字系统的设计

方法，第9章选取了16个实验实例，第10章给出了4个代表性的全国大学生电

子设计竞赛赛题设计实例。读者完全可以通过这些实际 *** 作，很好地掌握：

EDA的开发设计方法。每章后面附有小结和习题，便于读者学习和教学使用

。为方便教师教学，本书配有电子教案。

本书可作为高职高专及本科院校电子信息、电气、通信、自动控制、自

动化和计算机类专业的EDA技术教材，也可作为上述学科或相关学科工程技

术人员的参考书。还可作为电子产品制作、科技创新实践、EDA课程设计和

毕业设计等实践活动的指导书。

本书目录

第1章 EDA技术概述

1．1 EDA技术及其发展

1．1．1 EDA技术的涵义

1．1．2 EDA技术的发展史

1．2 EDA设计流程

1．3 EDA技术的主要内容及主要的EDA厂商

1．3．1 EDA技术的主要内容

1．3．2 主要EDA厂商概述

1．4 常用的EDA工具

1．5 EDA技术的发展趋势

1．5．1 可编程器件的发展趋势

1．5．2 软件开发工具的发展趋势

1．5．3 输入方式的发展趋势

1．6 EDA技术的应用

1．6．1 EDA技术的应用形式

1．6．2 EDA技术的应用场合

本章小结

思考题和习题

第2章 VHDL硬件描述语言

2．1 VHDL概述

2．1．1 常用硬件描述语言简介

2．1．2 VHDL及其优点

2．1．3 VHDL程序设计约定

2．1．4 VHDL程序设计举例

2．2 VHDL程序基本结构

2．2．1 实体

2．2．2 结构体

2．2．3 库

2．2．4 程序包

2．2．5 配置

2．3 VHDL语言要素

2．3．1 VHDL文字规则

2．3．2 VHDL数据对象

2．3．3 VHDL数据类型

2．3．4 运算 *** 作符

2．3．5 VHDL语言结构体的描述方式

2．4 VHDL顺序语句

2．4．1 等待语句和断言语句

2．4．2 赋值语句

2．4．3 转向控制语句

2．4．4 子程序调用语句

2．4．5 返回语句

2．5 VHDL并行语句

2．5．1 进程语句

2．5．2 块语句

2．5．3 并行信号赋值语句

2．5．4 并行过程调用语句

2．5．5 元件例化语句

2．5．6 生成语句

本章小结

思考题和习题

第3章 Quartus Ⅱ软件及其应用

3．1 Quartus Ⅱ的使用及设计流程

3．1．1 Quartus Ⅱ的图形编辑输入法

3．1．2 Quartus Ⅱ的文本编辑输入法

3．2 Quartus Ⅱ设计正弦信号发生器

3．2．1 创建工程和编辑设计文件

3．2．2 编译

3．2．3 正弦信号数据ROM定制

3．2．4 仿真

3．2．5 测试

3．2．6 配置器件

3．3 MATLAB／DSP Builder设计可控正弦信号发生器

3．3．1 建立设计模型

3．3．2 Simulink模型仿真

3．3．3 SignalCompiler编译

3．3．4 使用Quartus Ⅱ实现时序仿真

3．3．5 使用Quartus Ⅱ进行硬件测试

与硬件实现

本章小结

思考题和习题

第4章VHDL应用实例

4．1 组合逻辑电路设计

4．1．1 基本门电路

4．1．2 译码器

4．1．3 编码器

4．1．4 数值比较器

4．1．5 数据选择器

4．1．6 算术运算电路

4．1．7 三态门及总线缓冲器

4．2 时序逻辑电路设计

4．2．1 时钟信号和复位信号

4．2．2 触发器

4．2．3 寄存器和移位寄存器

4．2．4 计数器

4．2．5 序列信号发生器和检测器

4．3 存储器设计

4．3．1 只读存储器ROM

4．3．2 随机存储器RAM

4．4 状态机设计

4．4．1 摩尔型状态机

4．4．2 米立型状态机

本章小结

思考题和习题

第5章 大规模可编程逻辑器件

5．1 可编程逻辑器件概述

5．2 简单可编程逻辑器件

5．3 复杂可编程逻辑器件

5．3．1 CPLD的基本结构

5．3．2 Altera公司的器件

5．4 现场可编程门阵列

5．4．1 FPGA的整体结构

5．4．2 Xilinx公司的’FPGA器件

5．4．3 FPGA的配置

5．5 在系统可编程逻辑器件

5．5．1 ispLsI／pLSI的结构

5．5．2 Lattice公司ispLSI系列器件

5．6 FPGA和CPI。D的开发应用选择

5．6．1 FPGA和CPL|D的性能比较

5．6．2 FPGA和CPLD的开发应用选择

本章小结

思考题和习题

第6章 常用印A工具软件

6．1 Altera MAX+plus Ⅱ的使用

6．1．1 MAX+plus Ⅱ功能简介

6．1．2 MAX+plus Ⅱ设计流程

6．1．3 MAX+plus Ⅱ设计举例

6．2 Xilinx Foundation的使用

6．2．1 Foundation设计流程

6．2．2．Foundation设计举例

6．3 ModelSim的使用

6．3．1 ModelSim的使用方法

6．3．2 ModelSim与MAX-+Iplus Ⅱ的接口

6．3．3 ModelSim交互命令方式仿真

6．3．4 ModelSim批处理工作方式。

本章小结

思考题和习题

第7章 EDA技术综合设计应用

7．1 数字闹钟的设计

7．1．1 系统的设计要求

7．1．2 系统的总体设计

7．1．3 闹钟控制器的设计

7．1．4 译码器的设计

7．1．5 键盘缓冲器(预置寄存器)的设计

7．1．6 闹钟寄存器的设计

7．1．7 时间计数器的设计

7．1．8 显示驱动器的设计

7．1．9 分频器的设计

7．1．10 系统的整体组装

7．1．11 系统的硬件验证

7．2 多功能信号发生器的设计

7．2．1 设计要求

7．2．2 设计实现

7．2．3 系统仿真

7．3 序列检测器的设计

7．3．1 设计思路

7．3．2 VHDL程序实现

7．3．3 硬件逻辑验证

7．4 交通灯信号控制器的设计

7．4．1 设计思路

7．4．2 VHDL程序实现

7．4．3 硬件逻辑验证

7．5 空调系统有限状态自动机的设计

7．5．1 设计思路

7．5．2 VHDL程序实现

7．6 电梯控制系统的设计

7．6．1 设计要求

7．6．2 设计实现

7．6．3 系统仿真

7．7 步进电机控制电路的设计

7．7．1 步进电机的工作原理

7．7．2 驱动电路的组成及VHDL实现

7．8 智力竞赛抢答器的设计

7．8．1 设计思路

7．8．2 VHDL程序实现

7．9 单片机与FPGA／CPLD总线接口的设计

7．9．1 设计思路

7．9．2 VHDL程序实现

本章小结

思考题和习题

第8章 EDA实验开发系统

8．1 GW48型EDA实验开发系统原理与使用

8．1．1 系统性能及使用注意事项

8．1．2 系统工作原理

8．1．3 系统主板结构与使用方法

8．2 GW48实验电路结构图

8．2．1 实验电路信号资源符号图说明

8．2．2各实验电路结构图特点与适用范围简述

8．3 GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表

8．4 GWDVPB电子设计竞赛应用板 使用说明

8．5 GW48型EDA实验开发系统使用实例

本章小结

思考题和习题

第9章 EDA技术实验

实验1 8位全加器的设计

实验2 组合逻辑电路的设计

实验3 触发器功能的模拟实现

实验4 计数器的设计

实验5 计数译码显示电路

实验6 数字钟综合实验

实验7 序列检测器的设计

实验8 简易彩灯控制器

实验9 正负脉宽数控调制信号发生器的设计

实验10 数字秒表的设计

实验11 交通灯信号控制器的设计

实验12 模拟信号检测

实验13 4位十进制频率计设计

实验14 VGA显示器彩条信号发生设计

实验15 A／D转换控制器的设计

实验16 音乐发生器的设计

第10章 EDA技术在全国大学生电子设计竞赛中的应用

10．1 等精度频率计设计

10．1．l 系统设计要求

10．1．2 系统组成

10．1．3 工作原理

10．1．4 FPGA开发的VHDL设计

10．1．5 系统仿真

10．1．6 系统测试与硬件验证

10．1．7 设计技巧分析及系统扩展思路

10．2 测相仪设计

10．2．1 测相仪工作原理及实现

10．2．2 系统测试

10．3 基于DDS的数字移相正弦信号发生器设计

10．3．1 系统设计要求

10．3．2 系统设计方案

10．3．3 DDS内部主要模块的VHDL程序实现

10．3．4 系统仿真与硬件验证

10．3．5 设计技巧分析与系统扩展思路

10．4 逻辑分析仪设计

10．4．1 设计任务

lO．4．2 设计基本要求

10．4．3 设计实现

写个vt程序：

`timescale 1ps/1ps

module sim();

reg a,b,c_in;

wire sum,c_out;

initial

begin

a <= 0;

b <= 0;

c_in <= 0;

end

always #10 a <= ~a;

always #15 b <= ~b;

always #25 c_in <= ~c_in;

fulladd U (sum,c_out,a,b,c_in);

endmodule

ps：你的程序有误，c未定义，我是这样写的 assign {c_out,sum} = a + b + c_in;

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