全加器构成十进制加法器
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全加器的工作原理全加器是数字电路中一种常见的逻辑电路,用于将两个输入比特位和一个进位位相加产生一个和位和一个进位位。
全加器由三个输入和两个输出组成:两个输入比特位(A、B)和一个输入进位位(Cin),以及一个输出和位(S)和一个输出进位位(Cout)。
工作原理如下:1. 将输入的两个比特位(A、B)和进位位(Cin)分别与一个异或门进行运算,得到一个临时的和位(Sum_temp)。
该异或操作表示了不考虑进位情况下的两个输入相加的结果。
2. 将输入的两个比特位(A、B)分别与一个与门进行运算,得到一个中间结果(AND_Res1)。
该与操作表示了只有两个比特位都为1时才可能产生进位。
3. 将临时的和位(Sum_temp)与前一步得到的中间结果(AND_Res1)再次与一个与门进行运算,得到另一个中间结果(AND_Res2)。
该与操作表示了如果产生进位,则需要将进位输入进一步应用到下一位相加中。
4. 将两个中间结果(AND_Res1、AND_Res2)分别与一个或门进行运算,得到最终的进位位(Cout)。
该或操作表示了两种情况下的进位(只有两个输入比特位都为1或者输入比特位都为1且进位位也为1)。
5. 将临时的和位(Sum_temp)与前一步得到的进位位(Cout)再次与一个异或门进行运算,得到最终的和位(S)。
该异或操作表示了考虑进位的两个输入比特位相加的结果。
最终,全加器将产生一个和位(S)和一个进位位(Cout),分别表示两个输入比特位的和和进位情况。
这样可以将多个全加器组合起来实现任意位数的加法运算。
全加器原理图全加器是数字电路中常用的一种逻辑电路,用于实现三个二进制数字的加法运算。
在计算机系统中,全加器是非常重要的一部分,它能够完成数字的加法运算,并将进位信号传递给下一位。
本文将介绍全加器的原理图及其工作原理。
全加器的原理图如下所示:(图1,全加器原理图)。
全加器由三个输入端A、B、Cin和两个输出端Sum、Cout组成。
其中,A和B分别代表两个加数,Cin代表输入的进位信号,Sum代表输出的和,Cout代表输出的进位信号。
全加器的工作原理如下:1. 首先,将A、B和Cin输入到全加器中。
2. 全加器通过逻辑门电路实现了对A、B和Cin的加法运算。
3. 进行加法运算后,得到了输出的和Sum和进位信号Cout。
4. Sum和Cout可以作为下一个全加器的输入,实现多位数字的加法运算。
全加器的原理图中,逻辑门电路起着至关重要的作用。
逻辑门电路是数字电路中常用的基本电路,它能够实现逻辑运算,如与、或、非等。
在全加器中,逻辑门电路通过对输入信号进行逻辑运算,实现了加法运算和进位传递。
全加器的原理图简洁明了,但实际应用中可能会有不同的实现方式。
例如,可以使用门电路、触发器、寄存器等元件来实现全加器的功能。
不同的实现方式会有不同的性能和功耗特性,可以根据具体的应用场景选择合适的实现方式。
总之,全加器是数字电路中常用的一种逻辑电路,它能够实现三个二进制数字的加法运算,并将进位信号传递给下一位。
全加器的原理图简洁明了,通过逻辑门电路实现了加法运算和进位传递。
在实际应用中,可以根据具体的需求选择合适的实现方式,以实现更好的性能和功耗特性。
燕山大学课程设计说明书题目:十进制加法计数器学院(系):电气工程学院年级专业:学号:学生姓名:指导教师教师职称:实验师实验师燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):电气工程学院基层教学单位:电子实验中心学号学生姓名专业(班级)设计题目十进制加法器设计技术参数●在数码管上显示加数、被加数和结果●设置加数和被加数。
当加数和被加数超过9时显示“E”,计算结果显示为“EE”设计要求●在4个数码管显示加数、被加数和结果●分别用4个拨码开关设置加数和被加数●当加数、被加数超过9时,蜂鸣器报警5秒工作量●学会使用Max+PlusII软件和实验箱●独立完成电路设计,编程下载、连接电路和调试●参加答辩并书写任务书工作计划1.了解EDA的基本知识,学习使用软件Max+PlusII,下发任务书,开始电路设计;2.学习使用实验箱,继续电路设计;3.完成电路设计;4.编程下载、连接电路、调试和验收;5.答辩并书写任务书。
参考资料《数字电子技术基础》.阎石主编.高等教育出版社. 《EDA课程设计B指导书》.指导教师签字基层教学单位主任签字金海龙说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2013年 3 月 11 日目录第1章前言 (4)第2章设计说明 (5)2.1 设计思路 (5)2.2 模块介绍 (5)第3章总电路原理图 (10)第4章波形仿真图及结果分析 (11)第5章补充说明 (12)5.1真值表 (12)5.2管脚锁定及硬件连线.......................................& (13)第6章心得体会 (15)参考文献 (16)第1章前言EDA技术是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计。
利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
全加器的最小项逻辑表达式全加器是一种有三个输入和两个输出的逻辑电路,用于将两个数的二进制加法操作与一个进位信号相结合。
其中两个输入为被加数和加数,另一个输入为上一位的进位信号。
两个输出为该位的和以及传递到下一位的进位信号。
全加器的最小项逻辑表达式是指其最简化的逻辑表达式,由于全加器有多个逻辑门和多个口,因此其逻辑表达式相对较长。
首先,我们可以根据全加器的逻辑功能来列出其逻辑表达式。
对于每一位的和,我们需要将对应位的两个输入相加,再加上上一位的进位信号。
因此,和的逻辑表达式可以表示为:S = A xor B xor C_in其中,S代表和,A和B分别代表加数和被加数,C_in代表上一位的进位信号。
xor表示异或,其真值表如下:A |B | A xor B0 | 0 | 00 | 1 | 11 | 0 | 11 | 1 | 0接下来,我们来看进位信号的逻辑表达式。
进位信号只有当两个输入都为1时才会出现,或者上一位有进位信号时也会出现。
因此,进位信号的逻辑表达式可以写成:C_out = (A and B) or (A and C_in) or (B and C_in)其中,and表示与,or表示或。
其真值表如下:A |B | C_in | A and B | A and C_in | B and C_in | (A and B) or (A and C_in) or (B and C_in)0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 00 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 00 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 00 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 01 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 11 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1因此,全加器的最小项逻辑表达式可以表示为:S = A xor B xor C_inC_out = (A and B) or (A and C_in) or (B and C_in)其中,S代表和,C_out代表进位信号。
十进制加法器十进制加法器可由BCD码(二-十进制码)来设计,它可以在二进制加法器的基础上加上适当的“校正”逻辑来实现,该校正逻辑可将二进制的“和”改变成所要求的十进制格式。
n位BCD码行波式进位加法器的一般结构如图2.3(a)所示,它由n级组成,每一级将一对4位的BCD数字相加,并通过一位进位线与其相邻级连接。
而每一位十进制数字的BCD 加法器单元的逻辑结构示于图2.3(b)。
图2.3 十进制加法器在十进制运算时,当相加二数之和大于9时,便产生进位。
可是用BCD码完成十进制数运算时,当和数大于9时,必须对和数进行加6修正。
这是因为,采用BCD码后,在二数相加的和数小于等于9时,十进制运算的结果是正确的;而当相加的和数大于9时,结果不正确,必须加6修正后才能得出正确的结果。
因此,当第一次近似求值时,可将它看成每一级是一个4位二进制加法器来执行,就好像xi 和yi是普通4位二进制数一样。
设S'i代表这样得到的4位二进制数和,C'i+1为输出进位,而Si 代表正确的BCD和,Ci+1代表正确的进位,那么当xi+yi+Ci<10时,Si=S'i当Xi +Yi+Ci≥10时,Si=S'i+6显然,当C'i+1=1或S'i≥10时,输出进位C i+1=1。
因此,可利用C i+1的状态来产生所要求的校正因子:Ci+1=1时校正因子为6;Ci+1=0时校正因子为0。
在图2.3(b)中,4位行波式进位的二进制加法器计算出和S'i ,然后S'i经过第二级二进制加法器加上0或6,则产生最终结果Si。
十进制加法器引言十进制加法器是一种用于实现十进制数字相加的电路或程序。
在计算机科学和数字电路设计中,十进制加法器是一项重要的基础技术。
本文将介绍十进制加法器的原理、实现方法以及应用领域。
原理十进制加法器的原理是根据十进制加法规则,将两个十进制数的各位依次相加,并将进位传递到下一位上。
具体步骤如下:1.从个位开始,将两个加数的个位相加,得到个位的和以及进位;2.将两个加数的十位和上一步的进位相加,得到十位的和以及进位;3.重复上述步骤,直到所有位上的数字相加完成。
实现方法1. 数字电路实现十进制加法器可以通过数字电路来实现。
常用的实现方法有传统的加法器和带有进位预测(Carry Look Ahead)的加法器。
传统的十进制加法器由10个全加器(Full Adder)组成,其中每个全加器用于相加两位数的一个位以及传递进位。
全加器的输入包括两个加数和上一位的进位,输出包括该位的和以及进位。
带有进位预测的十进制加法器通过预测进位的方式,减少了计算过程中需要的级数和门延时,从而提高了运算速度。
这种加法器通过先计算进位的状态,然后再求和,实现了进位和求和两个部分的并行计算。
2. 数字模拟实现除了数字电路外,十进制加法器还可以通过计算机程序来实现。
使用编程语言如C、C++、Python等编写程序,可以模拟实现十进制加法器的功能。
在程序中,加数和被加数通常被表示为数组形式,每个元素代表一位数字。
通过循环迭代相加各位,并考虑进位的情况,可以得到相加的结果。
3. 软硬件结合实现在实际应用中,十进制加法器常常通过软硬件结合的方式来实现。
利用FPGA(Field Programmable Gate Array)等可编程硬件,可以灵活地设计和实现十进制加法器的功能。
通过编写硬件描述语言(HDL)如Verilog或VHDL来描述加法器的原理和功能,然后通过FPGA编程工具进行编译和实现。
这种方法可以同时发挥硬件的并行计算能力和软件的灵活性。
一位十进制BCD码加法器设计计科1001班2010310200523初昌禹2012年3月30日实验目的:熟悉基于EDA平台的电路设计,掌握MAXPLUS的使用,并运用MAXPLUS设计电路图,模拟其工作环境实验原理:MAXPLUS软件能够模拟电路工作的实际情况,给电路设计带来方便实验内容:使用MAXPLUS设计一位十进制BCD码的加法器部件的逻辑原理图:一位全加器FA的逻辑图:实验电路图:图三:波形图:实验步骤:分析一位BCD码进行加分运算的情况,进位或者不进位分成两种情况,而进位又分为两种情况:1)若不进位,则结果直接相加即若仅为信号为0,则不进行其他操作2)若进位,则要进行分析,BCD码只能表示0~9之间的数字,若超过9则要进行进位,而当BCD码之和超过15(16~18)超过四位二进制的表示范围,也要进行进位考虑○1当和的范围是10~15时:画卡洛图得到的表达式是F=S3S Z¬S0+S1S0,依据表达式得到电路图添加到上图中,表达式的逻辑图如图三,当二者和超过10时,例如当和为12时,二进制表示:1100,对其加6修正,修正后结果是1(溢出)0010②当和的范围超过了16时,超过四位二进制的表示范围,这需要对结果进行修正,例如:二者和超过17时,二进制结果是1(溢出)0001,对结果进行修正,这结果是1(溢出)0111,若对结果修正,也要对结果加0110实验的测试数据及测试结果:实验小结:用BCD码表示的十进制加法要对其进行详细分析:①当二者和小于等于9时,无需进位,不用进行其他的任何处理,直接进行加法运算;②当和大于等于10小于等于15时,要对其进行加6修正(+0110)③当合大于等于16时,超过了四位二进制的表时范围对于其结果也要进行加6修正,由于②、③的情况不能同时发生,因此二者的信号不能合并实验中遇到的问题及解决方法:①判断冗余位:1010、1011、1100、1101、1110、1111是冗余位,用卡洛图,判断,卡洛图得到了表达式:F=S3S Z¬S0+S1S0②当和大于等于16时超出四位二进制表示范围,不可能存在冗余位,从而当和大于16时要进行另外的处理实验过程中对波形图文件的编辑还不够熟练,很难正确的画出满足仿真所需要的波形心得体会:通过这此的实验设计大致明白了如何用MAXPLUS,绘制电路图,但是对于电路的仿真多少还是有一些问题,可能是软件的兼容问题,或许下次可以使用其他的仿真软件,同时我也了解了如何去设计加法器,同时对于BCD码也有了进一步的了解。
浅谈两位十进制加法器的设计十进制加法器是一种常见的逻辑电路,用于对两个十进制数字进行加法运算。
在设计过程中,人们通常会考虑以下几个方面:1.系统架构在设计十进制加法器时,可以采用并行加法器(Parallel Adder)或串行加法器(Serial Adder)的架构。
众所周知,并行加法器的速度比串行加法器快,但它需要更多的硬件资源。
因此,在实际应用中,需要根据具体要求权衡两者的优缺点。
2.加法器的规模加法器的规模取决于要处理的十进制数字的位数。
在设计过程中,需要根据输入位数确定所需的逻辑门数量。
通常情况下,采用四位二进制加法器设计十进制加法器是较常见的选择。
通过级联多个四位二进制加法器即可实现较大规模的十进制加法器。
3.输入电路在设计十进制加法器时,需要确定输入电路。
输入电路可以通过开关、触发器等设计实现,以将输入的十进制数字转换为适合加法运算的二进制码。
这样,加法器就可以接收二进制数作为输入。
4.输出电路设计十进制加法器的另一个重要方面是输出电路的设计。
输出电路将加法器的结果从二进制码转换为十进制数字,以便用户理解。
通常,输出电路采用BCD码(二进制编码十进制)来表示结果。
BCD码将四个二进制位编码为一个十进制数,其范围为0~95.进位处理在十进制加法运算中,进位处理是一个关键问题。
当两个位相加时,如果产生进位,则需要将进位加到下一位。
因此,对于加法器的设计来说,进位的处理是一个重要的方面。
传统的加法器使用了全加器电路,该电路可以处理进位问题。
在设计中,需要合理地使用全加器电路,确保正确处理进位。
6.测试和验证设计完十进制加法器后,需要进行测试和验证。
验证的主要目的是确认加法器在不同情况下的输出是否准确。
可以通过创建测试用例,模拟各种输入和运算来验证加法器的正确性。
总结起来,设计十进制加法器需要考虑系统架构、加法器规模、输入电路、输出电路、进位处理等多个方面。
合理的设计能够提高加法器的效率和准确性。
湖南人文科技学院课程设计报告课程名称:VHDL语言与EDA课程设计设计题目:通用十进制加法器系别:通信与控制工程系专业:电子信息工程班级:学生姓名:学号:起止日期:指导教师:教研室主任:指导教师评语:指导教师签名:年月日成绩评定项目权重成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见:教研室主任签字:年月日教学系审核意见:主任签字:年月日摘要随着科技的发展,通用十进制加法器的应用已广泛融入到现实生活中。
EDA 技术的应用引起电子产品及系统开发的革命性变革。
本文采用EDA技术设计,并以VHDL语言为基础制作的通用十进制加法器。
该系统借助于强大的EDA工具和硬件描述语言可实现两个一位以上的十进制数的加法,在输入两个十进制数之后,给出两个数的相加结果。
本设计充分利用VHDL“自顶向下”的设计优点以及层次化的设计概念,提高了设计的效率。
设计主要步骤:首先利用QUARTUS‖来编辑、编译、仿真各个模块;然后以原理图为顶层文件建立工程,再进行引脚锁定、编译、下载,最后采用杭州康芯电子有限公司生产的GW48系列/SOPC/EDA实验开发系统,进行硬件测试。
关键词:通用十进制加法器;EDA技术;VHDL语言; QUARTUS‖目录设计要求 (1)1、方案论证与对比 (1)1.1方案一 (1)1.2方案二 (1)1.3 方案的对比与选择 (2)2、设计原理 (2)3、通用十进制加法器的主要硬件模块 (3)3.1 4位BCD码全加器模块 (3)3.2八加法器的实现框图 (3)4、调试与操作 (4)4.1通用十进制加法器的功能仿真 (4)4.2模式选择与引脚锁定 (4)4.2.1模式选择 (4)4.2.2引脚锁定 (5)4.3设备与器件明细表 (6)4.4调试 (6)4.4.1软件调试 (6)4.4.2硬件调试 (6)5、总结与致谢 (7)5.1总结与思考 (7)5.2致谢 (7)附录 (8)附录一 (8)附录二 (9)参考文献 (11)通用十进制加法器设计要求1、用VHDL 硬件描述语言设计4位的BCD 码全加器;2、以4位BCD 码全加器为模块设计两位十进制数的加法。
全加器原理图
对不起,作为一个语言模型AI助手,我不能立即显示或提供图像。
但是,我可以为您解释全加器的原理。
全加器是一种电子电路,用于将两个二进制位和一个进位输入相加,产生一个和值和一个输出进位。
它是构成加法器和计算机处理器的基本组件之一。
基本的全加器包括三个输入:两个要相加的二进制位和一个来自前一位的进位输入。
它还有两个输出:一个和值和一个进位输出。
全加器基于以下逻辑规则进行操作:
1. 输入位的和值由两个输入位和前一位的进位相加得到。
使用异或门 (XOR gate) 实现。
2. 进位位的输出由两个输入位和前一位的进位确定。
使用与门(AND gate) 实现。
3. 输入位和前一位的进位通过一个或门 (OR gate) 进行连接,以生成进位输出。
通过将多个全加器连接在一起,可以构建更大的加法器,例如4位全加器或8位全加器等。
这些加法器可以用于执行二进制加法运算,如数字加法、处理器中的算术运算等。
请注意,这是对全加器的基本解释。
实际的电路实现可能有所不同,具体取决于制造商和应用。
如果您需要更具体的信息或更复杂的电路设计,请提供更多的细节。
十进制加法器设计1课程设计的任务与要求 课程设计的任务1、综合应用数字电路知识设计一个十进制加法器。
了解各种元器件的原理及其应用。
2、了解十进制加法器的工作原理。
3、掌握multisim 软件的操作并对设计进行仿真。
4、锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。
5、通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法,掌握十进制加法器的设计方法。
课程设计的要求1、设计一个十进制并运行加法运算的电路。
2、0-9十个字符用于数据输入。
3、要求在数码显示管上显示结果。
2十进制加法器设计方案制定 加法电路设计原理图1加法运算原理框图如图1所示第一步 置入两个四位二进制数。
例如(1001)2,(0011)2和(0101)2,(1000)2,同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9,3和5,8。
第二步将置入的数运用加法电路进行加法运算。
第三步前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
即:加法运算方式,则(1000)2+(0110)2=(1110)2 十进制8+6=14 并在七段译码显示出14。
运算方案通过开关S1——S8接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数,译码显示器U8和U9分别显示所置入的两个数。
数A直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4——A1端,74LS283的B4——B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上,另一输入端分别接开关S5——S8,通过开关S5——S8控制数B的输入,通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
由于译码显示器只能显示0——9,所以当A+B>9时不能显示,我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换,即S>9(1001)2时加上3(0011)2,产生的进位信号送入译码器U10来显示结果的十位,U11显示结果的个位。
3十进制加法器电路设计加法电路的实现用两片4位全加器74LS283和门电路设计一位8421BCD码加法器。
logisim1位全加器构成4位加法器的设计过程描述[logisim1位全加器构成4位加法器的设计过程描述]在数字电路设计中,加法器是最基本也是最常见的电路之一。
一个4位加法器由四个1位全加器组成,每个1位全加器都能实现两个1位二进制数的加法。
本文将以构造一个4位加法器为例,详细介绍1位全加器的设计过程及其在4位加法器中的应用。
1. 1位全加器的功能和原理:1位全加器是一种能够实现三个二进制输入数(a、b和进位cin)加和产生两个输出数(和sum和进位cout)的电路。
其最基本的真值表可以表示为:a b cin sum cout-0 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从上表中可以看出,和sum的计算结果是输入数a、b和cin的异或值;而进位cout的计算结果则是输入数a、b和cin的与运算后再与(a、b的异或结果)的或运算的结果。
2. 1位全加器的逻辑门电路设计:根据上述的真值表,我们可以设计出1位全加器的逻辑门电路。
一种常见的实现方式是使用两个异或门、一个与门和一个或门组合而成。
具体接线如下图所示:a -oooob -ooocin -oooosum cout Cin3. 构造4位加法器的步骤:一位全加器是完成二进制的加法运算的基本单元,我们可以通过将四个1位全加器按照特定的连接方式组成一个4位加法器。
下面是构造一个4位加法器的详细步骤:3.1 连接四个1位全加器:将四个1位全加器按照从右至左的顺序依次连接起来,其中每一个全加器的进位输入cin连接到其前一个全加器的进位输出cout。
这样,第一个全加器的进位输入cin可以直接连接到一个外部的输入信号,即加法器的进位输入Cin。
3.2 确定输入连接方式:将待相加的两个4位二进制数a和b的对应位与进位输入Cin分别与第一个全加器的a、b和cin相连。
加法器的原理《加法器的原理:我的趣味探索之旅》嘿,你知道加法器吗?这玩意儿可有点意思呢。
我第一次对加法器感兴趣,是在我帮我小侄子做数学作业的时候。
那小子,做加法的时候总是粗心大意的,不是把这个数看错,就是把那个数算错。
我就想啊,要是有个什么东西能自动把数字加起来就好了,这样他就不会老是犯错啦。
于是,我就开始研究加法器这个神奇的东西。
加法器呢,简单来说,就像是一个超级聪明的小助手,专门负责把数字加起来。
它的原理其实并不是那么神秘莫测,只要你像我一样,耐着性子去琢磨琢磨,就会发现还挺好玩的。
咱们先来说说最基本的半加器吧。
半加器就像是加法器世界里的小喽啰,但可别小瞧它哦。
半加器主要是处理两个一位二进制数相加的情况。
比如说,有两个数,一个是0,一个是1。
这就像是两个人在玩一个简单的数字游戏。
半加器呢,它有两个输入端口,就像是游戏的两个入口,这两个数分别从这两个入口进去。
然后呢,半加器里面就开始进行它的魔法啦。
它会算出这两个数相加的和,还会算出有没有进位。
这就好比两个人玩游戏的时候,除了要知道最终的结果,还得知道有没有什么特殊情况,像进位就像是游戏里的一个特殊规则。
我就拿我自己做了个实验来理解这个半加器。
我找了两个小盒子,一个代表0,一个代表1。
我把这两个小盒子当作是半加器的输入。
然后我自己模拟半加器的计算过程。
我先想,如果是0和0相加,那和肯定是0啊,而且没有进位。
这就像是两个空盒子放在一起,啥也没有多出来嘛。
要是0和1相加呢,和就是1,也没有进位。
这就像是把一个空盒子和一个有东西的盒子放在一起,东西的数量就是1个呗。
而当1和1相加的时候,和是0,但是有进位1。
这可有点像我把两个装满东西的盒子放在一起,东西太多了,满出来了,就需要一个新的地方(进位)来放多出来的东西。
然后就是全加器啦。
全加器就比半加器厉害一些,它可以处理三个一位二进制数相加的情况。
这就像是升级了的游戏关卡。
全加器有三个输入端口,其中两个是要相加的数,还有一个是进位输入。
十进制加减法数字电路课程设计报告Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998设计名称:设计一个一位十进制加减法器设计内容:1、0-9十个字符和“+”“-”分别对应一个按键,用于数据输入。
2、用一个开关控制加减法器的开关状态。
3、要求在数码显示管上显示结果。
设计目的与要求:1、学习数字逻辑等电路设计方法,熟知加减法器、编码器、译码显示的工作原理及特点;2、培养勤奋认真、分析故障和解决问题的能力。
设计环境或器材、原理与说明:环境:利用多功能虚拟软件Multism8进行电路的制作、调试,并生成文件。
器材:74LS283或者4008, 4个异或门(一片74LS86)(减法);74LS08,3输入或门(加法) 设计原理:图1分析:如图1所示,第一步置入两个四位二进制数(要求置入的数小于1010),如(1001)2和(0111)2,同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7;第二步通过开关选择运算方式加或者减;第三步,若选择加运算方式,所置数送入加法运算电路进行运算,同理若选择减运算方式,则所置数送入减法运算电路运算;第四步,前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
设计过程(步骤)或程序代码:实验电路:1:减法电路的实现:(1):原理:如图1所示(如下),该电路功能为计算A-B。
若n位二进制原码为N原,则与它相对应的补码为N补=2n-N原,补码与反码的关系式为N 补=N反+1,A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n(2):因为B○+1= B非,B○+0=B,所以通过异或门74LS86对输入的数B求其反码,并将进位输入端接逻辑1以实现加1,由此求得B的补码。
加法器相加的结果为:A+B反+1,(3):由于2n=24=(10000)2,相加结果与相2n减只能由加法器进位输出信号完成。
当进位输出信号为1时,它与2n的差为0;当进位输出信号为0时,它与2n差值为1,同时还要发出借位信号。
构成任意进制计数器的两种方法任意进制计数器是一种能够在任意进制下进行计数的设备或程序。
在日常生活中,我们所用到的计算机、手机、电子表等设备中,均包含了进制转换的功能,了解如何构建任意进制计数器是非常重要的。
在本文中,我们将介绍构成任意进制计数器的两种方法。
一、基于加法器的方法1. 原理基于加法器的方法是最常见的构成任意进制计数器的方法之一。
其原理是利用加法器进行进制转换,实现任意进制下的计数功能。
2. 实现步骤(1)确定计数器的进制:首先需要确定所要实现的任意进制数,比如二进制、十进制、十六进制等。
(2)设计加法器:根据所选进制的位数,设计相应的加法器,例如对于n位的二进制,需要设计n位的二进制加法器。
(3)连接加法器:将各个位的加法器进行连线,形成一个完整的计数器电路。
(4)输入输出控制:设计输入和输出控制电路,用于控制计数器的输3. 优缺点优点:基于加法器的方法实现简单,可扩展性强,能够实现任意进制的计数功能。
缺点:需要设计繁琐的加法器电路,占用较多的硬件资源。
二、基于状态机的方法1. 原理基于状态机的方法是另一种构成任意进制计数器的常用方法。
其原理是利用状态机进行状态转移,实现任意进制下的计数功能。
2. 实现步骤(1)确定计数器的进制:同样需要确定所要实现的任意进制数,如二进制、十进制、十六进制等。
(2)设计状态转移图:根据所选进制的位数,设计状态转移图,确定每个状态之间的转移关系。
(3)编写状态机控制逻辑:根据状态转移图,编写状态机的控制逻辑,实现状态的转移和计数功能。
(4)输入输出控制:设计输入和输出控制电路,用于控制计数器的输3. 优缺点优点:基于状态机的方法逻辑清晰,占用硬件资源较少,易于实现复杂的计数功能。
缺点:需要设计状态转移图和状态机的控制逻辑,相对复杂一些。
总结基于加法器的方法和基于状态机的方法是构成任意进制计数器的两种常用方法。
基于加法器的方法实现简单,但所需硬件资源较多;基于状态机的方法逻辑清晰,占用硬件资源较少。
实验题目:基于proteus的十进制加法器设计一、实验目的初步掌握Protues进行数字电路电路设计和仿真的方法;培养中小规模组合逻辑电路综合运用的能力。
二、实验设备硬件:计算机软件:Proteus三、实验内容设计实现两个一位十进制数(8421BCD码)相加电路,利用数码管显示来结果(8421BCD码)。
四、实验原理利用加法器、比较器和译码器的组合逻辑电路实现两个一位十进制数的相加。
五、实验步骤:(一)分析题目关于元器件的选择,一般构成加法运算电路主要由集成4位超前进位加法器74LS283实现。
这个芯片可以进行两个4位2进制数的全加,符合我此次课程设计的要求,所以就采用它来完成我的电路功能。
对于加法运算,开关控制输入,将输入的两位十进制数(10 以内)的二进制送入74283 全加器,结果经过译码显示电路后由LED 管显示。
当相加的结果大于1001 时,需要对结果加0110,将其变为个位与十位,然后经过译码显示电路,由LED 显示结果。
由于一位8421BCD数A加一位数B有0到18这十九种结果。
而且由于显示的关系,当大于9的时候要加六转换才能正常显示,具体情况如下:结合真值表,把问题分成三个部分:1.和为0-9时,直接输出。
2.和为10-15时,加上0110,再输出。
3.和为16-18时,在2的基础上,结合第一个加法器的进位,进行输出。
(二)设计电路(三)仿真测试(1+3=4)(6+6=12)六、实验总结和心得体会通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在整个设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。
同时,做仿真实验也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,所以在这次实验过程中,我们了解了很多元件的功能,对于它们在电路中的使用有了更多的认识。
全加器工作过程一、什么是全加器全加器是数字电路中的一种基本逻辑电路,用于对两个二进制数位及一个进位进行相加。
它是计算机中常用的逻辑门电路之一,也是实现加法运算的基础。
二、全加器的基本结构全加器由三个输入和两个输出组成。
其中,两个输入为待相加的二进制数位(通常记作A和B),另一个输入为上一位的进位(记作Cin)。
两个输出为当前位的和(记作S)和当前位的进位(记作Cout)。
三、全加器的工作原理1. 逻辑功能全加器的逻辑功能如下所示:•和输出(S):通过异或门实现,即S = A ⊕ B ⊕ Cin。
•进位输出(Cout):通过与门和或门实现,即Cout = (A ∧ B) ∨ (Cin ∧ (A ⊕ B))。
2. 真值表全加器的真值表如下所示:A B Cin S Cout0 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 13. 逻辑电路图全加器的逻辑电路图如下所示:_______ _______A ----| \ / |--| AND1 V || |_______| |--| |Cin ----| _______ |--| AND2 \ \ || |_______| OR >|---- CoutB ----| /_______/ ||----------------------|V----S四、全加器的工作过程全加器的工作过程可分为以下步骤:1.输入A、B和Cin的值。
2.根据全加器的逻辑功能,计算和输出S和Cout的值。
3.将计算得到的S和Cout用于下一位的全加器或最终输出。
五、全加器的应用全加器在计算机领域有广泛的应用,例如:1.位加法器:多个全加器可以组合成位加法器,实现二进制数的加法运算。
2.ALU(算术逻辑单元):ALU中的运算部分通常由多个全加器组成,用于完成加法、减法等运算。
3.寄存器和缓存器:寄存器和缓存器中的数据加法操作通常使用全加器来实现。
加法器的工作原理加法器是一种常见的电子数字逻辑电路,用于对数字信号进行加法运算。
它可以将两个或多个数字信号相加,并输出它们的和。
在计算机和其他数字系统中,加法器是一种基本的逻辑单元,其工作原理对于理解数字电路和计算机原理至关重要。
加法器的基本原理是利用逻辑门来实现数字信号的加法运算。
在数字电路中,最常用的加法器是全加器,它可以对两个输入信号进行加法运算,并输出它们的和以及进位信号。
全加器通常由XOR 门、AND门和OR门组成,通过这些逻辑门的组合,可以实现数字信号的加法运算。
当我们输入两个数字信号时,全加器首先对它们进行加法运算。
XOR门用于计算两个输入信号的和,AND门用于计算进位信号,而OR门则用于将进位信号和求和信号相加,得到最终的输出结果。
通过这种方式,全加器可以对两个数字信号进行加法运算,并输出它们的和以及进位信号。
除了全加器之外,还有半加器和Ripple Carry加法器等其他类型的加法器。
半加器可以对两个输入信号进行简单的加法运算,但无法处理进位信号。
而Ripple Carry加法器则可以对多位数字进行加法运算,通过级联多个全加器来实现对多位数字的加法运算。
除了基本的加法器外,还有一些高级的加法器,如带有溢出检测功能的加法器、带有进位预置功能的加法器等。
这些高级加法器可以提供更多的功能和灵活性,使得数字信号的加法运算更加方便和高效。
总的来说,加法器是一种非常重要的数字逻辑电路,它可以对数字信号进行加法运算,并输出它们的和。
通过逻辑门的组合,加法器可以实现简单的加法运算,同时也可以扩展到多位数字的加法运算。
加法器的工作原理对于理解数字电路和计算机原理至关重要,它在数字系统和计算机中扮演着非常重要的角色。
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《硬件系统设计》上机实验报告(五)
姓名:学号:班级:成绩:
实验名称:全加器及其应用实验地点:
实验设备:(计算机型号)(生产商)设备号:
使用软件: Multisim 10.0 实验时间:年月日星期,时分至时分
一、实验原理:(简述----用自己的理解)
两个一位十进制数相加,若考虑低位来的进位,其和应为0~19,8421BCD 码加法器
的输入、输出都采用8421BCD 码表示,其进位规律为逢十进一,而74HC283D 是按两个
四位二进制数进行运算的,其进位规律为逢十六进一,故二者的进位关系不同,当和数
大于9时,8421BCD 码应产生进位,而十六进制还不可能产生进位。
为此应对结果进行
修正,当结果大于9 时,需要加6(0110B)修正。
故修正电路应含一个判9 电路,当结果
大于9 时对结果加0110,小于等于9 时加0000。
大于9 的数是最小项的m10~m15,除了上述情况大于9 时外,如相加结果产生了进
位位,其结果必定大于9,因此大于9 的条件为
F = C + SUM4⋅ SUM3+ SUM4⋅ SUM2 = C ⋅ SUM4⋅ SUM3⋅ SUM4⋅ SUM2
全加器74HC283D 的A4A3A2A1、B4B3B2B1 为两个四位二进制数输入端,SUM1、SUM2、
SUM3、SUM4 为相加的和,C0 为低位来的进位,C4 为向高位产生的进位。
二、实验内容(步骤):
选择一个74HC283D_2v,二输入与非门7400N和三输入与非门7410N芯片,Word Genvertor(字信号发生器),构成8421BCD 码加法电路,电路图如下:
对Genvertor(字信号发生器)进行相关设置如下:
在Controls 中选择Cycle 按钮,选择循环输出方式。
在Trigger 区,点击按钮Internal,选择内部触发方式。
在Controls-Setting 按钮填出的选项卡中,Pre-set Patterns 中选择在Up Counter 选项,即按逐个加1 递增的方式进行编码。
在Display Type 中选择Hex,在Buffer Size 中输入0009,在Initial Pattern 中选择00000000。
点击run,查看效果如下:
实验改进:
因为74HC283D_2V无法正常显示输出,所以将74HC283D_2V芯片改为
74HC283N_4V芯片,则实验成功,如下:
三、实验体会:
实验中的电路其实就是是将两个个位数相加得到一个十位数,显示结果通过一个判9电路,来判定是否显示十位的1,如过结果超过9,则十位显示1,同时加的结果还会加上6(因为16进制与十进制中始终相差6)得到个位结果输出到个位的数字显示中,从而实现BCD码的加法。
图中的Genvertor(字信号发生器)只有接输入口0~15是有效的,刚开始接到16~31,导致上方的数码管无法显示,后来调换以后一切正常。
进位的显示正常,但是个位的数值显示无法显示,一直停留在0,于是尝试将74HC283D_2V芯片改为74HC283N_4V,
则可以正常显示。