一.半加器及全加器原理

1.半加器

• 真值表

A	B	C0	S
0	0	0	0
0	1	0	1
1	0	0	1
1	1	1	0

• 表达式

S=A⊕B

C=AB

2.全加器

• 真值表

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

• 表达式

Sum=Ain⊕Bin⊕Cin

Cout=(Ain⊕Bin)⋅Cin+AinBin=(Ain&Bin)∣(Bin&Cin)∣(Ain&Cin)

二.原理图实现1位加法器

1.创建项目

• 选择File->New Project Wizard
  

• 设置项目路径和项目名
  

• 按个人需求选择芯片
  

2.半加器原理图输入

• 选择File->New->Block Diagram/Schematic File
  

• 选择元件（一个and2，一个xor，两个input，两个output）
  

• 原理图如下
  

• 编译成功后选择tool->Netlist Viewers->RTL Viewer
  

• 得到电路图如下
  

• 选择File→New->VWF
  

• 按如下操作添加信号
  

• 配置信号前需要做如下配置（tool->launch simulation library complier）
  

• 编辑信号并仿真
  

• 仿真效果如下
  

3.全加器原理图输入

• 选择File->Create/Update->CreateSymbolFilesforCurrentFile
  

• 选择File->New->Block Diagram/Schematic File
  

• 选择元件（两个halfadder，一个or2，三个input，两个output）
  

• 原理图如下
  

• 注意在此处需要先将fulladder置顶（Project->Set as Top-Level-Entity）再进行编译
  

• 电路图如下
  

• 编辑信号并仿真
  

• 仿真效果如下
  

三.Verilog实现1位加法器

• 创建Verilog文件
  

• 代码如下

module full_adder(
	//输入信号，ain表示被加数，bin表示加数，cin表示低位向高位的进位
	input ain,bin,cin,
	//输出信号,cout表示向高位的进位，sum表示本位的相加和
	output reg cout,sum

);
reg s1,s2,s3;
always @(ain or bin or cin) begin
	sum=(ain^bin)^cin;//本位和输出表达式
	s1=ain&cin;
	s2=bin&cin;
	s3=ain&bin;
	cout=(s1|s2)|s3;//高位进位输出表达式
end
endmodule

• 注意编译时需要保证模块名和文件名一致，不然会报错
  

• 电路图如下
  

• 选择File→New->VWF
  

• 编辑信号并仿真
  

• 仿真结果如下
  

四.下载到开发板有关操作

• Pin Planner中配置引脚
  

• Programmer中下载
  

• 效果如下
  

五.总结

上学期接触了FPGA开发，但是由于假期重做系统，重新下载的quartus和modelsim，本文中quartus和modelsim都是用的13.1版本。本次实验出现了一些错误，包括破解失败导致无法运行quartus相关文件，包括EDA实现quartus和modelsim自动仿真时参考教程学习，Verilog实现1位全加器时模块名和文件名不一致导致的报错，参考学长学姐的博客都得到了解决，这次实验是FPGA较为初级的操作。仍需进一步学习，后期会定期更新有关FPGA的博客。

六.参考博客

https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/115158140

https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/115176423

https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/115480406