数字逻辑 第三章 加法器
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实验三加法器一、实验目的1、掌握用SSI器件实现全加器的方法。
2、掌握用MSI组合逻辑器件实现全加器的方法。
3、掌握集成加法器的应用。
二、实验设备及器件1、数字逻辑电路实验板1块2、74HC(LS)00(四二输入与非门)1片3、74HC(LS)86(四二输入异或门)1片4、74HC(LS)153(双四选一数据选择器)1片5、74HC(LS)283(4位二进制全加器)1片6、万用表1块三、实验原理组合逻辑电路是数字电路中最常见的逻辑电路之一。
组合逻辑电路的特点,就是在任意时刻电路的输出仅取决于该时刻的输入信号,而与信号作用前电路所处的状态无关。
本实验是根据给定的逻辑功能,设计出实现这些功能的组合逻辑电路。
不考虑低位进位,只本位相加,称半加。
实现半加的电路,为半加器。
考虑低位进位的加法称为全加。
实现全加的电路,为全加器。
实现三个输入变量(一位二进制数)全加运算功能的电路称为1位全加器。
实现多位二进制数相加有串行多位加法和并行多位加法两种形式,其中比较简单的一种电路是采用多个1位全加器并行相加,逐位进位的方式。
实验用器件管脚介绍:1、74HC(LS)00(四二输入与非门)管脚如下图所示。
2、74HC(LS)86(四二输入异或门)管脚如下图所示。
3、74HC(LS)153(双四选一数据选择器)管脚如下图所示。
4、74HC(LS)283(4位二进制全加器)管脚如下图所示。
四、 实验内容与步骤1、用门电路实现全加器(基本命题)参照表达式i i i i C B A S ⊕⊕=,i i i i i i B A C B A C +⊕=+)(1,其中i S 为本位和,i C 为低位向本位的进位,1+i C 为本位向高位进位,设计用与非门74HC(LS)00及异或门74HC(LS)86实现1位全加器的实验电路图,搭接电路,用LED 显示其输出,并记录结果在下表中。
1.1电路图1.2实验结果(基本命题)2、用数选器实现全加器输出Sn参照和实验内容与步骤1完全相同的逻辑功能,设计用与非门74HC(LS)00和数选器74HC(LS)153实现1位全加器输出S n的实验电路图,搭接电路,用LED显示其输出,观察电路的逻辑功能是否与设计功能一致。
加法器实验总结1. 引言加法器是计算机中一种关键的数字逻辑电路,用于实现数字数据的加法运算。
本文将对我们进行的加法器实验进行总结和分析,包括实验的目的、设计原理、具体实验步骤、实验结果以及实验总结和改进方向。
2. 实验目的本次实验的主要目的是通过设计和实现一个4位二进制加法器,加深理解数字逻辑电路的工作原理和设计方法,并通过实际操纵和观察实验现象来验证所学到的知识。
3. 设计原理一个基本的4位二进制加法器包含4个输入端口(两个4位的二进制数A和B)、一个输出端口(4位二进制数S)和一个进位输出端口(C)。
设计原理可以简述如下: - 每一位的加法运算由一个半加器(half adder)实现,用于计算每一位的和(S)和进位(C)。
- 第一位的和(S[0])和进位(C[0])直接由对应的输入端口A[0]和B[0]进行异或和与运算,得到结果。
- 对于其它位(i>=1),和(S[i])的计算需要考虑前一位的进位(C[i-1]),即S[i] = A[i] ^ B[i] ^ C[i-1],进位(C[i])的计算需要考虑前一位的进位(C[i-1])和当前位的进位(Carry)信号,即C[i] = (A[i] & B[i]) || (C[i-1] & (A[i] ^ B[i]))。
4. 实验步骤4.1 材料准备•集成电路芯片:4个半加器、4个或门、3个异或门。
•连线材料:导线、面包板等。
4.2 电路连接根据设计原理进行电路的连接,确保每个元件都正确连接并没有短路或接触不良的情况。
4.3 电路测试对搭建好的电路进行测试,将不同的二进制数输入A和B接入相应的输入端口,并观察输出端口S和进位输出端口C的结果是否符合预期。
5. 实验结果根据我们的实验步骤,我们成功完成了一个4位二进制加法器的设计和实现。
通过输入不同的二进制数A和B,我们观察到输出端口S和进位输出端口C都能正确地计算出4位二进制数的和。
加法器逻辑公式
加法器是数字电路中常用的一种逻辑电路,它可以将两个数字相加。
在计算机中,加法器是必不可少的部分,因为它能够使计算机进
行加法运算,从而能够实现各种复杂的计算。
加法器的逻辑公式可以用如下的形式表示:S=A+B+C,其中A和B
是被加数,C是进位(Carry)。
这个公式表示,将A、B、C三个二进
制数相加,得到的结果为S。
这个过程可以通过一些基本门电路(如AND门、OR门、XOR门和NOT门)来实现。
具体来说,首先将A和B输入到一个全加器中,然后再将C输入
到这个全加器中,得到S和进位。
全加器也可以用一些基本门电路来
实现,比如利用两个半加器来实现。
在实际应用中,加法器的位数和进位方式都有很多种不同的选择,这取决于所需的精度和性能要求。
在一些高速的应用中,可以采用并
行加法器,使用多个加法器同时进行计算。
总之,加法器作为电路设计中最基本的模块之一,对于计算机的
工作起着至关重要的作用。
因此,对于电路设计和计算机工作原理的
学习,掌握和理解加法器的逻辑公式是至关重要的。
加法器实验报告加法器实验报告概述:本次实验旨在设计和实现一个加法器电路,通过对电路的搭建和测试,验证加法器的正确性和可行性。
加法器是计算机中最基本的算术运算器之一,其在数字逻辑电路中扮演着重要的角色。
1. 实验背景加法器是一种基本的数字逻辑电路,用于实现数字的加法运算。
在计算机中,加法器被广泛应用于算术逻辑单元(ALU)和中央处理器(CPU)等部件中,用于进行各种数值计算和逻辑运算。
因此,了解和掌握加法器的工作原理和设计方法对于理解计算机原理和数字电路设计具有重要意义。
2. 实验目的本次实验的主要目的是通过设计和实现一个4位二进制加法器电路,验证加法器的正确性和可行性。
具体要求如下:- 设计并搭建一个4位二进制加法器电路;- 对电路进行测试,验证其加法运算的正确性;- 分析电路的性能和优化空间。
3. 实验原理加法器是通过逻辑门电路实现的。
在本次实验中,我们将使用全加器电路来实现4位二进制加法器。
全加器是一种能够实现两个二进制位相加并考虑进位的电路。
通过将多个全加器连接起来,可以实现更高位数的二进制加法器。
4. 实验步骤4.1 设计加法器电路的逻辑功能首先,我们需要确定加法器电路的逻辑功能。
在这个实验中,我们需要实现两个4位二进制数的相加运算,并输出结果。
具体的逻辑功能可以通过真值表或逻辑表达式来描述。
4.2 搭建电路根据逻辑功能的要求,我们可以使用逻辑门电路来搭建加法器。
在本次实验中,我们将使用多个全加器电路来实现4位二进制加法器。
通过将多个全加器连接起来,可以实现更高位数的二进制加法器。
4.3 进行电路测试在搭建完电路后,我们需要对电路进行测试,以验证其加法运算的正确性。
可以通过输入一些测试用例,并比较输出结果与预期结果是否一致来进行测试。
5. 实验结果与分析通过对加法器电路的测试,我们可以得到加法器的输出结果。
通过比较输出结果与预期结果,可以验证加法器的正确性。
同时,我们还可以分析电路的性能和优化空间,例如进一步提高加法器的速度和减少功耗等。