实验二 加减运算及特征标志 掌握加减运算电路的基本结构， 理解无符号数和补码加减运算； 理解标志位的含义， 掌握溢出等标志位的实现方法；

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1 实验二 加减运算及特征标志 掌握加减运算电路的基本结构， 理解无符号数和补码加减运算； 理解标志位的含义， 掌握溢出等标志位的实现方法；
实验指导：赵蕙

2 1 打开浏览器 2 点击more>>，进入实验指导

3 2 下载实验二文件到E或F盘 1 下载工程模板到E盘或F盘

4 下载的文件解压缩后 下载的压缩文件

5 1 工程模板文件夹包含下列文件： 2 实验二文件夹包含下列文件： 实验板与调试软件虚拟实验板信息传递的扫描电路源文件 工程文件 工程配置文件
工程默认设置文件 工程顶层文件 数码管七段译码源文件 2 实验二文件夹包含下列文件： 加法器verilog源文件 实验电路顶层verilog源文件 虚拟面板构图文件

6 双击工程文件，直接在QuartusII中打开工程
工程模板文件夹 2 双击工程文件，直接在QuartusII中打开工程 1 将实验二相关文件全部复制到工程文件夹中

7 编译工程

8 工程编译成功

9 打开树状结构，根据需要选择源文件进行阅读，将实验报告册程序清单补充完整。
2 工程下载 1 打开树状结构，根据需要选择源文件进行阅读，将实验报告册程序清单补充完整。 FLAG是运算结果的标志，由S、Z、O、C构成，分别表示结果为负、运算结果为零、运算结果溢出、运算结果产生进位，根据特征标志的含义和生成方法补充完成程序清单 3.4的空白部分。

10 如果实验板电源没有打开，会出现NO hardware提示，打开开发板电源，点击Hardware Setup选择下载电缆。
电源按钮

11 1 在下拉列表中选择USB-Blaster 或者在此处双击USB-Blaster 2 单击close确定

12 下载成功 单击start

13 现在，“加减运算及特征标志”实验电路已经下载到实验板的FPGA，接下来的任务是验证电路功能。

14 1 双击桌面JuLab图标，打开实验调试软件 2 选择逻辑部件实验

15 虚拟实验板中的绿色发光二极管、红色发光二极管、开关、数码管、按键与实际开发板上资源对应。
9个绿色发光管 18个红色发光管 开关 按键 数码管

16 使用能够更直观地反映输入输出与实验电路关系的虚拟面板构图，来验证实验电路功能。

17 1 选择lab2.vpl虚拟面板构图文件 2

18 虚拟控件根据需要放置在原理图的各个信号位置，方便在做功能验证时进行输入与观察。
接下来，操作实验调试软件、按要求完成实验报告册。

19 1 对应的源代码 M3M2不同组合，C0端得到不同的数据： 0 0 C0=0 0 1 C0=1 1 0 C0=Ci
M1M0不同组合，B端得到不同的数据： B=0 B=src B=1111 (-1的补码） B=src的反 C0数据选择用与或门实现，当进行带进位的加法或者带借位的减法运算时，M2=0、M3=1，选择Ci送给C0输入端；当进行减法运算或加1运算时，M2=1、M3=0，将“1”送给C0；其他运算时M2=0、M3=0，C0为0。 B输入端数据选择用来选择源操作数，与门用来产生数据“0”，异或门用来实现可控取反。加法和减法运算时，M0=1，与门传递src；减法运算时，M1=1，异或门对src取反，配合C0选择为1，实现取反加1；减1运算时，M0=0，与门输出0，M1=1，对0取反，则B输入端的数据为全1，即补码的“-1”，从而实现减1运算。如果M0~M3都为0，与门输出0，异或门不取反，B输入端的数据为0，C0也为0，加法器的输出F=A，实现数据从输入端到输出端的传送。需要说明的是B输入是4位的，因此控制信号M0、M1要复制为4位。 1

20 2

21 3 1001 1 0 0 1 0001 1000 1 0 1 0 ………………………………………………………………………………
=1001 =1000 3 提示： 负数补码的真值，其符号位为“-”，数值位是补码的数值位取反加一。 例如负数补码1010，符号位是“-”，数值位是010取反加1，结果为：-6。 1001 13+12=9溢出 (-3)+(-4)=(-7) 0001 1000 3+5=8 3+5=(-8)溢出 ………………………………………………………………………………

22 2-1=1 够减，不需要借位 1-2=（-1） 不够减，需要借位 4

23 5 5-3-0=2 5-3-1=1 提示： 带借位减法目标是： F=dst-src-借位 =dst+src+1-借位
这里M3M2M1M0设置为1011，运算电路实现的是： F=dst+src+ci 由ci来提供参加运算的借位信息，根据两个式子的差别，ci设置应为借位信息的逻辑反，借位为1时设置ci为0，借位为0时，设置ci为1。 5

24 同学们实验结束后，请将电脑和实验板电源关闭，将桌面整理干净，凳子放好，上交实验报告册后，再离开实验室。
6 同学们实验结束后，请将电脑和实验板电源关闭，将桌面整理干净，凳子放好，上交实验报告册后，再离开实验室。