P6-76 4bit BCD Adder 適用於DE2-70

P6-76 4bit BCD Adder 適用於DE2-70 

BCD加法器
BCD加法運算原則：

1. 將二個BCD碼先以4位元二進位數加法運算。
2. 運算後四位元總和小於或等於9（1001B），且無進位產生，則此”和”為有效BCD值。
3. 運算後四位元總和大於9（1001B）或有進位產生，則必須將”和”再加上6（011B），才為有效BCD值。
4. 將上述步驟產生三進位加至下一位數。   

依上述原則可得一真值表
	輸出Y=0表示有效BCD碼，不加6。 輸出Y=1表示需要加6調整。Y=B3B2+B3B1+C4    =B3(B2+B1)+C4

　

若要以二進加法器做BCD碼的加法，其和大於9的數必須加6來修正，至於電路方面就必須有個大於9的檢查電路，能檢知當加法器的和大於9時自動加6，如例6.4-2中的情形。另一種情形如例6.4-3，BCD碼相加的和(0001)並未大於9，但是產生進位後實際的二進值為10001(17)，也是大於9，所以圖6.4-1中須要加6的修正的包括主要四位元二進加法器的和S₃ S₂ S₁ S₀大於9以及進位C_O等於1之時，至於大於9的電路設計可以參考前章中的例5.3-3。

//------------------------------------
//4-bit BCD adder
//Filename : BCDadder4.v
//------------------------------------
module _4bit_BCD_Adder(SW, LEDR, LEDG , CLOCK_27 ,KEY ,HEX0 ,HEX1 ,HEX2,HEX3 );

input  [17:0] SW; // toggle switches
input  [7:0] KEY;     // Push bottom
input  CLOCK_27; //Clock 27MHz , 50Mhz

output [17:0] LEDR; // red  LEDS   
  output [8:0] LEDG; // green LEDs
    
    output [6:0] HEX0,HEX1,HEX2,HEX3; //7-segment display
    
  
//set original program input , output 
  
  
//(S, Cout, Cin, A, B);
//output [3:0] S; //Sumation output
//output Cout;    //Carry out
//input Cin;      //Carry in
//input [3:0] A, B;//Input data
  
    wire Cin;      //Carry in
    wire [3:0] A, B;//Input data
    wire [3:0] S; //Sumation output
    wire Cout;    //Carry out
    
reg [3:0] gt9=4'b101;

    wire [7:0] segout0;   //HEX 0
    wire [7:0] segout1;   //HEX 1
    
    assign  A=SW[3:0] ;
    assign  B=SW[7:4] ;
    assign  Cin=SW[17];
    
    reg [3:0] A_tmp,B_tmp;
  
wire [3:0] S_tmp;
wire C4;
reg [3:0] B_mod;
reg F;

    always @ ( A or B )
begin
if (A<10)
  A_tmp = A;   //若是>9 則為9
else
  A_tmp =4'b1001;

if (B<10)
  B_tmp = B;  //若是>9 則為9
else
  B_tmp =4'b1001;
end


//4-bit binary adder
adder4 BINADD(
            .S(S_tmp),
            .Cout(C4),
            .Cin(Cin),
            .A(A_tmp),
            .B(B_tmp)
           );

//Modify binary code with '0110'
adder4 MODADD(
            .S(S),
            .Cout(),
            .Cin(1'b0),
            .A(S_tmp),
            .B(B_mod)
           );

always @ (Cin or A or B or C4 or S_tmp)
begin
//F=C4+S3(S2+S1)
F = (C4 | (S_tmp[3] & (S_tmp[2] | S_tmp[1])));
B_mod = {1'b0, F, F, 1'b0}; //Modified code
end
assign Cout = F;


_7seg UUT0(.hex((S)),
               .seg(segout0));
    
    _7seg UUT1(.hex({3'b0,Cout}),
               .seg(segout1));
    
           
    assign HEX0=segout0[6:0];
    assign HEX1=segout1[6:0];
   
endmodule




//----------------------
//4-bit unsigned adder
//Filename : adder4.v
//----------------------                                                                                                                                                                                                                   
module adder4(S, Cout, A, B, Cin);
output [3:0] S;   //4-bit sum
output Cout;   //Carry out
input [3:0] A, B; //Inputs
input Cin;   //Carry in

//Assign the sum of (A+B+Cin) to Cout and Sum
assign {Cout, S} = A + B + Cin;

endmodule

//-----------------------------------------

//Common-cathod seven segment display

//using case.....endcase statement

//Filename : sevenseg_case.v

//----------------------------------------- 

module _7seg(hex , seg);

    input  [3:0] hex;

    output [7:0] seg;

    reg    [7:0] seg;

    

        

// segment encoding

//      0

//     ---  

//  5 |   | 1

//     ---   <- 6

//  4 |   | 2

//     ---

//      3

always @(hex)

begin

case (hex)

       // Dot point is always disable

       4'b0001 : seg = 8'b11111001;   //1 = F9H

       4'b0010 : seg = 8'b10100100;   //2 = A4H

       4'b0011 : seg = 8'b10110000;   //3 = B0H

       4'b0100 : seg = 8'b10011001;   //4 = 99H

       4'b0101 : seg = 8'b10010010;   //5 = 92H

       4'b0110 : seg = 8'b10000010;   //6 = 82H

       4'b0111 : seg = 8'b11111000;   //7 = F8H

       4'b1000 : seg = 8'b10000000;   //8 = 80H

       4'b1001 : seg = 8'b10010000;   //9 = 90H

       4'b1010 : seg = 8'b10001000;   //A = 88H

       4'b1011 : seg = 8'b10000011;   //b = 83H

       4'b1100 : seg = 8'b11000110;   //C = C6H

       4'b1101 : seg = 8'b10100001;   //d = A1H

       4'b1110 : seg = 8'b10000110;   //E = 86H

       4'b1111 : seg = 8'b10001110;   //F = 8EH

       default : seg = 8'b11000000;   //0 = C0H

     endcase

   end

   

endmodule