一位全加器

1位全加器表达式1位全加器是数字电路中的基本元件之一，用于实现两个二进制位的加法运算。

它是构成多位加法器的基础，也是计算机中运算部件的重要组成部分。

本文将从理论和实际应用两个方面介绍1位全加器的表达式及其重要性。

1位全加器表达式是指描述1位全加器输入和输出关系的数学表达式。

在数字电路中，1位全加器有三个输入：两个被加数位a和b，以及上一位的进位信号c_in；有两个输出：当前位的和s和进位信号c_out。

根据这些输入和输出的关系，我们可以得到1位全加器的表达式。

1位全加器的表达式可以用逻辑门来实现。

常用的实现方式有两种：基于AND、OR、XOR门的逻辑表达式实现和基于半加器和与门的结构实现。

下面将分别介绍这两种实现方式。

基于逻辑门的实现方式：1位全加器的逻辑表达式可以表示为：s = a xor b xor c_inc_out = (a and b) or (c_in and (a xor b))这个表达式中，xor表示异或运算，and表示与运算，or表示或运算。

通过这些逻辑运算，我们可以实现1位全加器的功能。

在实际的电路设计中，我们可以使用多个逻辑门来实现这些逻辑运算，从而构建出1位全加器。

基于半加器和与门的结构实现方式：1位全加器可以通过一个半加器和一个与门组合而成。

半加器用于计算两个输入位的和，而与门用于计算进位信号。

具体实现方式如下：s = a xor bc_out = (a and b) or (c_in and (a xor b))通过半加器和与门的组合，我们可以实现1位全加器的功能。

这种方式的优势在于结构简单，适用于规模较小的加法器设计。

1位全加器在数字电路中起到了至关重要的作用。

它是构成多位加法器的基本组成部分。

多位加法器是实现数字电路中大规模加法运算的关键部件，广泛应用于计算机中的算术逻辑单元(ALU)、高速运算器等。

在计算机中，加法运算是非常常见且重要的运算，因此1位全加器的表达式及其实现方式对整个计算机系统的性能和稳定性有着重要影响。

实验1一位全加器（综合验证性）一、目的掌握组合逻辑电路, 使用74LS00“与非门”电路构成一位全加器组合逻辑电路。

掌握组合逻辑电路的基本概念和结构。

二、要求: 使用与非门构成一位全加器组合逻辑电路。

实验报告包括:1.画出一位全加器逻辑电路图；正确标出集成电路引脚。

74LS00“与非门”电路引脚名称:2.标上门电路脚号, 连接逻辑电路；发光管3.模拟输入Ai 、Bi 、Ci, 记载Si 、Ci-1实验结果。

Ai Bi Ci Si Ci-1三、实验设备和集成电路1.数字逻辑实验板一块。

2、3片74LS00, 连结导线50根。

四、考核方式1.逻辑电路图应当整洁、规范。

2.实验前作好充分实验准备。

3.数字逻辑实验课是一项实践性很强的教学课程。

考核的重点是电路连接, 调试和测试的实践性环节。

考察学生在实验中的动手能力和事实求是的科学态度。

核心是检查是否能够实际完成一位全加器数字逻辑电路, 并电路运行正确作为重要标准。

在电路连接, 调试和测试完成后, 经老师检查确认满足实验要求, 学生签字, 递交报告书, 方可通过实验一的验收。

五、连接, 调试和测试组合逻辑电路参考事项注意如下:1.实验开始时, 检查并确定实验设备上的集成电路是否符合要求。

2、导线在插孔中一定要牢固接触。

集成电路引脚与引脚之间的连线一定要良好接触。

连线在面包板上排列整齐, 连线的转弯成直角。

连线不要飞线。

3、在组合逻辑电路连线时, 为了防止连线时出错, 可以在每连接一根线以后, 在组合逻辑电路图中做一个记号, 这样可以避免搞错连线, 漏掉连线, 多余连线等现象发生。

实验五 1位全加器的文本输入（波形仿真用）1.实验目的通过此实验让学生逐步了解、熟悉和掌握FPGA开发软件Quartus II的使用方法及VHDL 的编程方法。

学习电路的仿真方法。

2.实验内容本实验的内容是建立一个1位全加器。

在实验箱上的按键KEY1~KEY3分别为A、B 和Cin，并通过LED1~LED3指示相应的状态。

输出Sum和Cout通过LED7和LED8指示。

3.实验原理1位全加器的真值表如下所示。

表1位全加器逻辑功能真值表4.实验步骤(1) 启动Quartus II，建立一个空白工程，然后命名为full_add.qpf。

(2) 新建full_add.vhd源程序文件，编写代码。

然后进行综合编译。

若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。

也可采用原理图文件的输入方式，建立半加器，然后在组成１位全加器。

原理图如下所示半加器设计1位全加器设计(3) 波形仿真步骤如下：① 在Quartus II 主界面中选择File → New 命名，打开新建文件对话框，从中选择V ector Waveform File ，如下图所示。

单击OK 建立一个空的波形编辑窗口。

选择File →Saveas 改名为full_add.vwf。

此时会看到窗口内出现如下图所示。

图 新建文件对话框 图 新建波形文件界面② 在上图所示的Name 选项卡内双击鼠标左键，弹出如图 所示的对话框。

在该对话框中单击Node Finder 按钮，弹出如图 所示的对话框。

图 添加节点对话框③ 按照下图所示进行选择和设置，先按下“list ”按钮，再按下“>>”按钮添加所有节点，最后按下“ok ”按钮。

图添加节点④波形编辑器默认的仿真结束时间为1us，根据仿真需要可以设置仿真文件的结束时间。

选择Edit→ End Time命令可以更改。

这里采用默认值不需更改。

图添加完节点的波形图⑤编辑输入节点的波形。

编辑时将使用到波形编辑工具栏中的各种工具。

实验二组合逻辑设计一、实验目的1、掌握组合电路设计的具体步骤和方法；2、巩固门电路的运用和电路搭建能力；3、掌握功能表的建立与运用；4、为体验MSI中规模集成电路打基础;二、实验使用的器件和设备四2输入异或门74LS86 1片四2输入正与非门74LS00 1片TDS-4数字系统综合实验平台1台三、实验内容1．测试四2输入异或门74LS86 一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系;2．测试四2输人与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系;3．等价变换Si=Ai错误!Bi错误!Ci-1Ci=AiBi +Ai错误!BiCi-14．画出变换后的原理图和接线图;四、实验过程1、选择实验题目,分析逻辑功能用门电路设计一位的全加器一位全加器：在进行两个数的加法运算时不仅要考虑被加数和加数而且要考虑前一位低位向本位的进位的一种逻辑器件;2、根据逻辑功能写出真值表；3、根据真值表写出逻辑函数表达式；Si=Ai错误!Bi错误!Ci-1Ci=AiBi +Ai错误!BiCi-14、利用卡诺图法或布尔代数法对逻辑函数表达式进行化简；不需化简Si=Ai错误!Bi错误!Ci-1Ci=AiBi +Ai错误!BiCi-15、将化简的逻辑表达式等价变换,统计出实验所需芯片；Si=Ai错误!Bi错误!Ci-1所需芯片：四2输入异或门74LS86 1片四2输入正与非门74LS00 1片6、根据各芯片的引脚图,测试所有需用芯片的功能,画出各芯片的功能表；VCCVCC74LS86接线图 74LS00接线图74LS 86芯片测试结果 74LS00 芯片测试结果7、根8、根9、连10、 看出接线正确;五、实验体会。

实验一1位全加器的设计一、实验目的1.熟悉ISE软件的使用；2.熟悉下载平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。

二、实验原理及说明由数字电路知识可知，一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，其原理图如图1所示。

该设计利用层次结构描述法，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验板，其中a,b,cin 信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，输出sum,cout信号采用发光二极管LED3，LED2来显示。

图1 全加器原理图三、实验步骤1.在ISE软件下创建一工程，工程名为full_adder，工程路径在E盘，或DATA盘，并以学号为文件夹，注意不要有中文路径，注意：不可将工程放到默认的软件安装目录中。

芯片名为Spartan3E系列的XC3S500E-PQG2082.新建Verilog HDL文件，首先设计半加器，输入如下源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;endmodule3.保存半加器程序为half_adder.v，通过HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，随后进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性，观察两种仿真波形的差异。

4.在Design窗口中，选择Design Utilities→Create Schematic Symbol创建半加器模块；5.新建一原理图(Schematic)文件，在原理图中调用两个半加器模块、一个或门模块,按照图1所示连接电路，并连接输入、输出引脚。

完成后另保存full_adder.sch。

6.对设计进行综合，如出现错误请按照错误提示进行修改。

7.HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能，观察两类波形的差异。

一位全加器实验电路设计方法的研究班级姓名指导老师摘要讨论了采用门电路、译码器、数据选择器和可编程逻辑陈列PL A ,分别设计了4 种一位全加器实验电路,并对各种设计方法进行了较。

这些方法对其他数字逻辑电路的设计具有指导作用。

前言数字逻辑实验电路的分析和设计是计算机硬件的基础知识,也是学习后续课程的基础,在教学、科研、产品开发等方面都占居十分重要的地位[ 1 ]。

在数字计算机中,2 个二进制数之间的加减乘除算术运算都是由若干加法运算实现的[ 2 ]。

全加器是算术逻辑运算的重要组成部分,对其深入探索研究有重要的意义。

目录一、一位全加器及其表达式 (4)二、一位全加器实验电路的几种设计方法 (5)2.1 2种用门电路设计的对比 (5)2.2 用译码器设计 (6)2.3 用数据选择器设计 (7)2.4 用ROM 设计 (8)2.5 用可编程逻辑阵列PLA设计 (9)三、Tanner Pro工具使用介绍 (11)3.1 S-edit的介绍 (11)3.2 用S-edit画图 (12)四、各种设计方法的比较…………………………五、参考文献………………………………………一、一位全加器及其表达式在将2 个多位二进制数相加时,除了最低位以外,每位都应该考虑来自低位的进位,即将2 个对应位的加数和来自低位的进位3 个数相加, 实现这种运算电路即是全加器[ 2 ]。

设A 是加数, B是被加数, CI 是来自低位的进位, S 是本位的和,CO 是向高位的进位。

根据二进制数加法运算规则和要实现的逻辑功能,得出一位全加器真值表,见表1。

表1 全加器真值表A B CI S CO0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1由真值表写出输出S 和CO 的逻辑函数式:S = A′B′CI + A′B CI′+ AB′CI′+ AB CI ( 1)CO = A′B CI + AB′CI + AB CI′+ AB CI ( 2)二、一位全加器实验电路的几种设计方法逻辑电路的设计,是指根据逻辑问题,设计出电路去满足要求的逻辑功能. 由于数字电路元器件产品发展很快,品种繁多,集成度高低不同,性能也各异,导致设计电路的方法多样[ 3 ]。

全加器逻辑电路图
全加器英语名称为full-adder，是用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。

一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。

多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。

常用二进制四位全加器74LS283。

逻辑电路图设计如下：
一位全加器(FA)的逻辑表达式为：
S=A⊕B⊕Cin
Co=(A⊕B)Cin+AB
其中A,B为要相加的数，Cin为进位输入；S为和，Co是进位输出；
如果要实现多位加法可以进行级联，就是串起来使用；比如32位+32位，就需要32个全加器；这种级联就是串行结构速度慢，如果要并行快速相加可以用超前进位加法。

扩展资料：
全加器是组合逻辑电路中最常见也最实用的一种，考虑低位进位的加法运算就是全加运算，实现全加运算的电路称为全加器。

而其功能设计可以根据组合逻辑电路的设计方法来完成。

通过逻辑门、74LS138译码器、74LS153D数据选择器来实现一位全加器的电路设计，并且实现扩展的两位全加器电路。

并且Multisim是一个专门用于电路设计与仿真的工具软件。

题目：1位全加器的设计一．实验目的1.熟悉QUARTUSII软件的使用；2.熟悉实验硬件平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。

二．实验原理由于一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验箱，其中ain,bin,cin信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，并将输入的信号连接到红色LED管LEDR0,LEDR1,LEDR2上便于观察，sum,cout信号采用绿色发光二极管LEDG0,LEDG1来显示。

三．实验步骤1.在QUARTUSII软件下创建一工程，工程名为full_adder，芯片名为EP2C35F672C6；2.新建Verilog语言文件，输入如下半加器Verilog语言源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;Endmodule3.保存半加器程序为half_adder.v，进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性。

其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示4.选择菜单Fil e→Create/Update→Create Symbol Files for current file，创建半加器模块；5.新建一原理图文件，在原理图中调用半加器、或门模块和输入，输出引脚，按照图1所示连接电路。

并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端，便于观察。

完成后另保存full_adder。

电路图如下6.对设计进行全编译，锁定引脚，然后分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能。

其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示7.下载采用JATG方式进行下载，通过SW0,SW1,SW2输入，观察LEDR[0]，LEDR[1]，LEDR[2]，LEDG[0]，LEDG[1]亮灭验证全加器的逻辑功能。

一位全加器的版图设计暴鑫-1152613一． 实验名称一位全加器的版图设计二． 实验目的与内容绘制电路图：理解instance 、电路的层次结构、CDF 参数、sheet 等概念；掌握从电路图抽取网表后用于Hspice 仿真的方法；理解电路设计的概念；对1位全加器进行电路设计与仿真；进一步掌握Virtuoso 软件使用和版图设计技巧。

进行一位加法器的版图设计。

进一步掌握使用Dracula 进行DRC 、LVS 的方法；完成一位全加器版图验证。

三． 实验相关知识1. 一位全加器一位全加器是计算A 、B 、Cin （进位信号输入）三个二进制数相加的结果，得出sum （和）、cout （进位输出）2. 反相器是数字逻辑中实现逻辑非的逻辑门 反相器的版图如下 i⊕⊕=A =BC i ABC i ABC i ABC i+++C o AB BC i AC i++=AB Cout SumCin Full adder四．实验步骤1.完成了一位加法器电路的电路设计、电路图输入、电路仿真。

2.在版图设计阶段，就是将完成的电路的版图绘制完成。

3.一位全加器版图的DRC、LVS检查。

五．实验结果版图做出来是这个样子的然后进行验证后出现了很多错误改了很久还是有错误，最后就放弃掉了TAT还是对版图设计规则的不熟悉，不熟练通过Hspice仿真得到反相器的输入输出波形：一位全加器的电路图：用Hspice仿真上述电路得到的结果五．实验体会这个实验做了好几周，耗时也是非常长，对这个实验实在是印象相当深刻。

刚开始的时候自己画版图，花了半天也就把反相器的画出来了，然后发现二选一和反相器在库里面都是有的。

于是就放弃了自己创作，用库里面的原件去画，三个二选一，三个反相器。

看了月勇的布局以后就模仿他的做了，基本我俩的版图是一样的，因为后来我拷到u盘中的文件坏了，用了他的半成品进行版图最后的链接，但是验证时候除了许多问题，大部分都是尺寸问题，有的会改，但是有的地方就不知道该怎么下手，一点头绪都没有。

一位全加器简介在计算机中，加法器是实现数字加法的关键组件。

一位全加器是一种基本的逻辑电路，用于将两个二进制数字的和和进位相加。

它是多位加法器的基础。

本文将详细介绍一位全加器的工作原理以及其在计算机系统中的应用。

工作原理一位全加器有三个输入和两个输出。

其输入是两个加数位（即A和B）以及来自上一位（称为进位位）的进位（即Cin）。

输出是一个和位（即Sum）和一个进位位（即Carry）。

一位全加器的真值表如下：A B Cin Sum Carry0000000110010100110110010101011100111111根据真值表可得出一位全加器的逻辑表达式为：Sum = (A ⊕ B) ⊕ Cin Carry = ((A ⊕ B) ∧ Cin) ∨ (A ∧ B)全加器的工作原理如下：1.根据输入A和B的值，通过异或门计算Sum。

2.将A和B的值与Cin进行异或操作，然后再与A和B进行与操作，并通过或门计算Carry。

全加器电路图一位全加器的电路图如下：________A --| || |B --| || Full |Cin-| Add |---- Sum| er |---- Carry--------在计算机系统中的应用一位全加器是计算机系统中很常见的一个组件，它被用于实现加法器和算术逻辑单元（ALU）等关键电路。

在一个多位加法器中，每一位都是由一位全加器来实现的。

通过将多个一位全加器连接在一起，可以实现任意位数的加法操作。

多位加法器通常用于实现数据的加法、减法、乘法和除法运算。

另外，一位全加器还可以用于实现其他的逻辑运算，如与、或、非、异或等。

由于全加器的灵活性和可靠性，它在计算机系统中被广泛应用。

总结一位全加器是实现数字加法的基本组件，通过将两个二进制数字的和和进位位相加。

它的工作原理是通过异或门和与门进行逻辑计算。

全加器在计算机系统中广泛应用于数据处理和逻辑运算。

其他进一步的研究可以涉及到多位加法器和逻辑运算等内容。

实验1 一位全加器设计【实验目的】1.掌握数字电路的两种设计方法2.掌握在Cadence中绘制原理图的方法3.掌握芯片外围特性与实现硬件电路4.掌握Verilog HDL设计电路的方法。

【实验内容】1.设计1位全加器2.绘制1位全加器原理图3.在面包板上实现1位全加器设计4.用Verilog HDL行为描述法设计实现1位全加器并仿真【实验器件】1．异或门电路74HC86一片，内含四个异或门，异或门的引脚封装图与内部原理如图1-1所示。

图1-1 异或门74HC86的内部原理图与芯片封装图2．与门电路芯片74HC08一片，内含四个与门，与门的引脚封装图与内部原理如图1-2所示。

图1-2与门74HC08的内部原理图与芯片封装图3．或门电路芯片74HC32一片，内含四个或门，或门的引脚封装图与内部原理如图1-3所示。

图1-3或门74HC32的内部原理图与芯片封装图4．3个1k的电阻和两个发光二极管，一个8路开关，5v电源，面包板一块，导线若干条。

【实验步骤】1．设计1位全加器1）设1位全加器的输入为被加数为A，加数B，低位进位Cin；输出为本位和Sum，对高位的进位为Cout。

2）根据1位加法器的运算{Cout，Sum}=A+B+Cin列真值表如表吗-1所示。

表1-1 1位加法器真值表3）根据真值表列出逻辑表达式CinBACinBACinBACinBABACinABBAABCinCinBACinBACinBASum⊕⊕=⊕+⊕=+++=+++=)()()()(ABCinBAABCinCinABCinBABCinACout+⊕=+++=)(4）手动绘制该原理图，为电路加上开关控制数据输入，用发光二极管显示输出，电路图如图1-4所示。

图1-4 1位全加器原理图2.在实验板上连接实现该电路并分析电路元件构成3.在protel软件中绘制原理图1）绘制元件符号2）绘制原理图4. .在protel软件中绘制pcb1）封装绘制2）pcb绘制。

一位全加器工作原理
一位全加器的工作原理是：全加器是用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。

一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。

多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。

全加器有两个输入和两个输出：输入是加数A、加数B和进位输入Cin；输出是和数Sum和进位输出Cout。

其中，和数Sum是A和B 相加的结果，进位输出Cout表示向高位的进位。

一位全加器的逻辑表达式为：Sum=A⊕B⊕Cin；Cout=(A∧B)∨(B ∧Cin)∨(A∧Cin)，其中⊕表示异或运算，∧表示与运算，∨表示或运算。

一位全加器可以用两个一位半加器和一个或门连接而成。

而一个一位半加器可由基本门电路组成。

半加器只能实现和数的运算，对于1+1=10的进位运算，需要用到全加器。

全加器在设计时需要考虑到电路的功能、性能和可靠性等方面。

在实际应用中，全加器被广泛用于计算机和其他数字系统中，是实现数字电路的重要基础之一。

一位全加器简单设计原理
全加器是数字电路中常用的基本逻辑门之一，它能够实现三个二进制数字的加法运算，即两个数字和来自上一个加器的进位。

这篇文章介绍了一种简单的全加器设计原理，以及实现该设计所需的材料和步骤。

首先，我们需要以下材料：
1. 三个双极性晶体管
2. 两个电阻
3. 一个电源
接下来，我们需要按照以下步骤进行操作：
1. 将三个晶体管连接成一个三角形形状，其中两个晶体管的基极与集电极相连，另一个晶体管的发射极与另一个晶体管的集电极相连。

2. 将两个电阻连接在晶体管三角形的两个角上，以便提供电源和输入信号。

3. 将电源连接到电路中，确保正确极性和电压。

4. 输入两个二进制数字和一个进位信号到电路中，观察输出结果。

通过这种简单的设计原理，我们可以实现一个高效、低成本的全加器电路。

这种设计不仅适用于基本数字电路，还可以用于更复杂的计算机系统中，为数字处理提供更快速和准确的结果。

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实验二一位全加器实验【实验环境】1. Windows 2000 或 Windows XP2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

【实验目的】1、熟悉原理图和VHDL语言的编写。

2、验证全加器功能。

【实验原理】设计一个一位全加器，能完成两个二进制位的加法操作，考虑每种情况下的进位信号，完成8组数据的操作。

【实验步骤】1.1建立工程项目1.1.1 启动QuartusⅡ1.1.3 原理图设计新建项目后，就可以绘制原理图程序了。

下面以一位全加器如图1-12所示为例，讲解原理图的编辑输入的方法与具体步骤。

图1-12 一位全加器原理图（1）执行菜单“File”→“New…”，或在工具栏中单击图标，弹出如图1-13所示的“New”对话框。

在此对话框的“Design Files”项中选择“Block Diagram/Schematic File”，在单击“OK”按钮，QuartusⅡ10.0的主窗口进入如图1-14所示的原理图工作环境界面。

图1-13 “New”对话框（2）在如图1-14所示的原理图工作环境界面中单击图标或在原理图编辑区的空白处双击鼠标或在原理图编辑区的空白处右键单击在弹出的菜单中选择“Insert”中的任意一个，弹出如图1-15所示的元件输入对话框，在“Name”栏中直接输入所需元件名或在“Libraries: ”的相关库中找到合适的元件，再单击“OK”按钮，然后在原理图编辑区中单击鼠标左键，即可将元件调入原理图编辑区中。

为了输入如图1-12所示的原理图，应分别调入and2、xor2、or3、input、output。

对于相同的器件，可通过复制来完成。

例如3个and2门，器操作方法是，调入一个and2门后，在该器件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Copy”命令将其复制，然后在合适的位置上右键，在弹出的菜单中选择“Paste”命令将其粘帖即可。

一位全加器摘要：全加器是计算机中进行加法运算的基本组件之一。

它能够将两个二进制位和一个进位输入相加产生一个和输出和一个进位输出。

本文将介绍一位全加器的原理、内部结构和工作原理，并且讨论其在加法器中的应用。

1. 引言计算机中的加法运算是非常常见和基础的操作，而全加器是加法运算的核心组件。

它被用于将两个二进制位和一个输入进位相加，产生一个和输出和一个进位输出。

在本文中，我们将学习一位全加器的工作原理和其在计算机中的应用。

2. 一位全加器的原理一位全加器是由三个输入（A、B、C_in）和两个输出（Sum、C_out）组成的。

A和B是两个要相加的二进制位，C_in是上一位的进位。

Sum是相加结果的和输出，C_out是进位的输出。

对于两个输入位（A和B），我们可以用异或门实现和输出(Sum)。

当A和B中只有一个为1时，和输出为1；否则为0。

使用与门和或门可以实现进位输出(C_out)。

当A和B中都为1时，进位输出为1；当A和B中有一个为1时，进位输出为1；否则为0。

最后，使用多路选择器可以实现进位输出的选择。

若上一位有进位(C_in为1)，则选择和输出(Sum)和进位输出(C_out)之和作为当前位的和输出；否则，直接使用和输出(Sum)作为当前位的和输出。

3. 一位全加器的内部结构一位全加器的内部结构包括异或门、与门、或门和多路选择器。

异或门用来实现和输出(Sum)，与门和或门用来实现进位输出(C_out)，多路选择器用来选择进位输出的输入。

异或门的输出等于其两个输入中只有一个为1时的逻辑异或结果。

与门的输出等于其两个输入中都为1时的逻辑与结果。

或门的输出等于其两个输入中只要有一个为1时的逻辑或结果。

多路选择器的输出等于根据控制输入选择的其中一个输入。

4. 一位全加器的工作原理一位全加器的工作原理可以通过以下步骤来说明：1) 将A和B输入到异或门，得到和输出(Sum)。

2) 将A和B输入到与门，得到与门输出。

实验一1位全加器和四位全加器的设计一、实验目的1、掌握Quartus Ⅱ6.0软件使用流程。

2、初步掌握VHDL的编程方法。

3、掌握图形层次设计方法；4、掌握全加器原理，能进行多位加法器的设计。

二、实验原理（一位全加器的逻辑表达式为：sum=a^b^Cl;Ch= a&b|(a^b)&Cl.（2）四位加法器加法器是数字系统中的基本逻辑器件。

多位加法器的构成有两种方式：并行进位和串行进位方式。

并行进位加法器设有并行进位产生逻辑，运算速度快；串行进位方式是将全加器级联构成多位加法器。

通常，并行加法器比串行级联加法器占用更多的资源，并且随着位数的增加，相同位数的并行加法器比串行加法器的资源占用差距也会越来越大。

三、实验连线（1）一位全加器1、将EP2C5适配板左下角的JTAG用十芯排线和万用下载区左下角的SOPC JTAG 口连接起来，万用下载区右下角的电源开关拨到SOPC下载的一边2、将JPLED1短路帽右插，JPLED的短路帽全部上插。

3、请将JP103的短路帽全部插上，，打开实验箱电源。

( 2 ) 四位加法器1、将EP2C5适配板左下角的JTAG用十芯排线和万用下载区左下角的SOPC JTAG 口连接起来，万用下载区右下角的电源开关拨到SOPC下载的一边2、JPLED1短路帽右插，JPLED的短路帽全部上插。

3、请将JP103的短路帽全部插上，，打开实验箱电源。

四、实验代码LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY fulladder ISPORT(A,B,C1 :IN STD_LOGIC;CH,SUM : OUT STD_LOGIC);END ENTITY fulladder;ARCHITECTURE ADO OF fulladder isSIGNAL AB :STD_LOGIC;BEGINSUM<=A XOR B XOR C1;AB<=A XOR B;CH<=(A AND B) OR (AB AND C1);END ARCHITECTURE ADO;一位全加器波形如下：图4-1四位加法器波形如下：图4-2五、实验仿真过程SW1,SW2,SW3对应a,b,Cl;D101,D102分别对应sum和Ch，当结果为0时彩色LED灯熄灭，当结果为1时彩灯点亮，改变SW1,SW2,SW3的输入状态，观察实验结果。