半加器和全加器设计

首先我们要了解什么是半加器和全加器：
半加器和全加器都是用于计算二进制加法的单元
区别在于，半加器只有两个输入，即a，b。而全加器则多了一个输入cin，cin是进位输入
所以
半加器： a，b作为输入 sum本位和，cout进位输出作为输出
全加器： a，b，cin（进位输入）作为输入 sum本位和，cout进位输出作为输出
通过查看半加器的真值表我们可以得出，sum本位和是a与b异或门得出，cout是a与b经与门得出

半加器

上代码

module palf_add(
    input a,
    input b,
    output sum,
    output cout
    );
//	方法一
	assign sum = a^b;
	assign cout = a&b;
//	方法二    门级原语设计
	xor u1(sum,a,b);
	and u2(cout,a,b);
//	方法三
    //wire sum,cout;   也可以不定义线网型，wire型为默认
    assign {cout,sum} = a+b;

endmodule
//下面为仿真代码
//仿真代码可以根据真值表
		a = 0;b = 0;#100;
		a = 1;b = 0;#100;
		a = 0;b = 1;#100;
		a = 1;b = 1;#100;

下面看一下半加器设计的电路图

半加器的真值表较简单不在展示，根据程序综合后得到半加器波形如图所示：

一位全加器设计

真值表如下：

全加器的设计与半加器同理，可以利用门级电路图来进行程序编写
如图即为一位全加器的逻辑电路图

全加器的设计方法具有多种，我们先来看最基础的一种

//方法一
module qwe(a,b,cin,sum,cout
    );
	 input a,b,cin;
	 output reg sum,cout;
//	 reg m1,m2,m3;    定义wire型三个门级输出作为后面门的输入
	 always @(a or b or cin)
	 begin
	 {sum,cout} = a + b + cin;
	 end

endmodule

输出波形图为：

下面我们来看第二种方法

//方法二
//利用门级原语设计一位全加器
module qazx(sum,cout,a,b,cin);
	output sum,cout;
	input a,b,cin;
	wire s1,c1,c2;
	xor u1(s1,a,b); //s1输出端口，a，b为输入端口   异或门
	xor u2(sum,s1,cin);
	and u3(c1,a,b);
	and u4(c2,s1,cin);
	or u5(cout,c1,c2);

endmodule

下面是仿真模块中的激励代码

	initial begin
		// Initialize Inputs
		//$为系统任务
		$display("Running testbench");//显示这句话
		$monitor($time,"a=%b,b=%b,cin=%b,---,cout=%b,sum=%b\n",a,b,cin,cout,sum);
		//a=。。。。%表示以二进制形式显示  
		a = 0;b = 0;cin = 0;//初始均为零
		#100 a=1'b0;b=1'b1;cin=1'b0;
		#100 a=1'b1;b=1'b0;cin=1'b0;
		#100 a=1'b1;b=1'b1;cin=1'b0;
		#100 a=1'b0;b=1'b0;cin=1'b1;
		#100 a=1'b0;b=1'b1;cin=1'b1;
		#100 a=1'b1;b=1'b0;cin=1'b1;
		#100 a=1'b1;b=1'b1;cin=1'b1;
		#100 $stop;
	end
//==============================================
//仿真激励代码，与上面效果相同
		a = 0;b = 0;cin = 0;#100;
		a = 1;b = 0;cin = 0;#100;
		a = 0;b = 1;cin = 0;#100;
		a = 0;b = 0;cin = 1;#100;
		a = 1;b = 1;cin = 0;#100;
		a = 0;b = 1;cin = 1;#100;
		a = 1;b = 0;cin = 1;#100;
		a = 1;b = 1;cin = 1;#100;