加减法运算电路
- 格式:docx
- 大小:494.93 KB
- 文档页数:11
verilog 加减法Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于设计电子电路和系统。
它是工业界和学术界最广泛使用的HDL之一,被广泛用于设计数字集成电路(ASIC)和可编程逻辑器件(FPGA)。
加法和减法是数字电路中最基础的运算操作。
在Verilog中,我们可以使用各种不同的方法来实现加法和减法电路。
本文将详细介绍Verilog中的加法和减法电路的设计和实现。
一、加法电路设计加法电路是将两个二进制数相加得到二进制和的电路。
在Verilog中,我们可以使用全加器(full adder)来实现加法电路。
全加器的真值表如下:输入输出A B Cin Sum 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 1根据真值表,我们可以得到全加器的逻辑表达式如下:Sum = A XOR B XOR CinCout = (A AND B) OR (Cin AND (A XOR B))下面是一个使用全加器实现的4位加法电路的Verilog代码示例:```verilogmodule adder4(input [3:0] A,input [3:0] B,input Cin,output [3:0] Sum,output Cout);wire c1, c2, c3;full_adder fa0(A[0], B[0], Cin, Sum[0], c1);full_adder fa1(A[1], B[1], c1, Sum[1], c2);full_adder fa2(A[2], B[2], c2, Sum[2], c3);full_adder fa3(A[3], B[3], c3, Sum[3], Cout);endmodulemodule full_adder(input A,input B,input Cin,output Sum,output Cout);assign Sum = A ^ B ^ Cin;assign Cout = (A & B) | (Cin & (A ^ B));endmodule```上述代码中,我们定义了一个4位加法电路"adder4",它有两个4位输入A和B,一个输入Cin和一个4位输出Sum和一个输出Cout。
设计资料1加减法运算电路设计1.设计内容及要求1.设计一个4位并行加减法运算电路,输入数为一位十进制数,且作减法运算时被减数要大于或等于减数。
2.led 灯组成的七段式数码管显示置入的待运算的两个数,按键控制运算模式,运算完毕,所得结果亦用数码管显示。
3.提出至少两种设计实现方案,并优选方案进行设计2.结构设计与方案选择2.1电路原理方框图电路原理方框图如下→ →图1-1二进制加减运算原理框图如图1-1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。
即:若选择加法运算方式,则(1001)2+(0111)2=(10000)2 十进制9+7=16置数开关选择运算方式加法运算电路减法运算电路译码显示计算结果显示所置入的两个一位十进制数并在七段译码显示器上显示16.若选择减法运算方式,则(1001)2-(0111)2=(00010)2十进制9-7=2 并在七段译码显示器上显示02.2.2加减运算电路方案设计2.2.1加减运算方案一如图2-2-1所示:通过开关S2——S9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U13和U15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S6——S9,通过开关S6——S9控制数B的输入。
当开关S1接低电平时,B与0异或的结果为B,通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
当开关S1接高电平时,B与1异或的结果为B非,置入的数B在74LS283的输入端为B的反码,且74LS283的进位信号C0为1,其完成S=A+B (反码)+1,实际上其计算的结果为S=A-B完成减法运算。
1.反向加法电路:仿真电路图:仿真结果:(输入信号):(输出结果)注释:从输入和输出的波形可以知道,OUT=--(IN1+IN2); 其实电路的表达式为:RfR In R In out *)]22()11[(+-=因为电路中的Rf=R1=R2;所以电路的输入、输出仅仅表现出简单的反向加法的关系;调节Rf 和R1,R2的比例关系,便可以得到具有放大作用的反向减法电路;2.同向加法电路:仿真电路:输入、输出关系:(输入):(输出波形):注释:从输入和输出的波形可以看出,输出(out=In1+In2); 其实电路的输出、输入之前的数学表达式为:3*)2*421*41(R RfIn R R In R R Out +=由于上面的仿真电路中取,13*41=R RfR R 和13*42=R Rf R R ,所以电路的输入输出特性仅仅表现为简单的同向加法电路,调节Rf 和R3以及R4的阻值大小可以得到放大倍数不同的同向加法放大电路。
由于此电路数学表达式比较复杂,且输入电阻不大,一般不直接采用。
3.减法电路: 简单减法电路: 仿真电路:注释:从仿真电路的输入输出关系可以知道,out=Vi-V2; 其实,电路的输入输出关系为:13*2)131(*424*1R R In R R R R R In Out -++=由于上面电路中的R2=R4,R3=2R2;所以out=Vi-V2;使用两个运放的减法电路:注释说明:电路的输入输出关系式为:)]2211(2[21R In R In Rf R Rf Uo -=上面的仿真电路中Rf1=R2,Rf2=R1=R2,所以输入输出关系仅仅表现出简单的减法关系 这一点路的特点是两个运放的反相输入端都是虚地,共模输入电压Uc=U-=U+约等于0;因此对运放电路的共模抑制比要求较低。
4.高输入阻抗减法电路: 仿真电路:输入波形:输出波形:注释:电路的输入输出关系是为:2)341(1)34)(121(Ui R R Ui R R R R Uo ++-+=但是为了抑制共模,必须选择合适的电阻阻值; 为了抑制共模,必须使)341()34)(121(=++-+R R R R R R取R2=R3,R1=R4,满足上面的式子,所以最终得到输入输出关系为:)12)(341(Ui Ui R R Uo -+=该电路具有很高的输入阻抗,所以适合用于小信号的处理。
4位加减法并行运算电路(包括拓展8位)二○一二~二○一三学年第一学期电子信息工程系脉冲数字电路课程设计报告书班级:电子信息工程(DB)1004班课程名称:脉冲数字电路课程设计学时: 1 周学生姓名:学号:指导教师:廖宇峰二○一二年九月一、设计任务及主要技术指标和要求➢ 设计目的1. 掌握加/减法运算电路的设计和调试方法。
2. 学习数据存储单元的设计方法。
3. 熟悉集成电路的使用方法。
➢ 设计的内容及主要技术指标1. 设计4位并行加/减法运算电路。
2. 设计寄存器单元。
3. 设计全加器工作单元。
4. 设计互补器工作单元。
5. 扩展为8位并行加/减法运算电路(选作)。
➢ 设计的要求1. 根据任务,设计整机的逻辑电路,画出详细框图和总原理图。
2. 选用中小规模集成器件(如74LS 系列),实现所选定的电路。
提出器材清单。
3. 检查设计结果,进行必要的仿真模拟。
二、方案论证及整体电路逻辑框图➢ 方案的总体设计步骤一因为参与运算的两个二进制数是由同一条数据总线分时串行传入,而加法运算的时候需要两个数的并行输入。
所以需要两个寄存器分别通过片选信号,依次对两个二进制进行存储,分别在寄存器的D c B A Q Q Q Q 端口将两个4位二进制数变成并行输出; 步骤二 为了便于观察置入两个4位二进制数的数值大小,根据人们的习惯,在寄存器的输出端,利用两个七段译码器将二进制数转化为十进制数; 步骤三通过开关选择加/减运算方式;步骤四若选择加法运算方式,对所置入数送入加法运算电路进行运算;即:9)1001()0110()0011(222==+ 【十进制:963=+】又或:15)1111()0100()1011(222==+ 【十进制:15511=+】步骤五若选择减法运算方式,对所置入数送入减法运算电路进行运算;即:2)0010()0101()0111(222==- 【十进制:257=-】又或:10)1010()1101()0011(222=-=- 【十进制:10133-=-】步骤六为了便于观察最后的计算结果,以及对最后的计算结果的正确性能做出快速的判断,根据人们的习惯,同上,将计算出的结果输入七段译码器进行译码显示。
加法器半加法器•输入:2 个 1 位二进制数字 A 和 B•输出:和 S 和进位 C全加法器•输入:2 个 1 位二进制数字 A 和 B,以及一个进位 C•输出:和 S 和进位 C加法器电路一个 n 位加法器可以由多个半加法器或全加法器级联而成。
例如,一个 4 位加法器可以由 4 个全加法器组成。
减法器半减法器•输入:2 个 1 位二进制数字 A 和 B•输出:差 D 和借位 B全减法器•输入:2 个 1 位二进制数字 A 和 B,以及一个借位 B•输出:差 D 和借位 B减法器电路一个 n 位减法器可以由多个半减法器或全减法器级联而成。
减法器通常使用补码来实现。
补码•正数的补码与本身相同。
•负数的补码是其绝对值的 1 的补码,即按位取反并加 1。
减法使用补码•将要减去的数求补码。
•将减数和补码相加。
•如果最高位为 0,则结果为正数。
•如果最高位为 1,则结果为负数,并舍弃最高位。
加减法运算器电路一个加减法运算器电路可以将两个 n 位二进制数字相加或相减。
它通常由以下组成:•一个 n 位加法器•一个 n 位减法器•一个选择器,用于根据控制信号选择加法或减法操作设计步骤1.确定位数:确定输入和输出的位数。
2.选择加法器和减法器:选择合适的加法器和减法器电路。
3.设计选择器:设计一个选择器,用于根据控制信号选择加法或减法操作。
4.连接电路:将加法器、减法器和选择器连接起来。
5.测试电路:使用各种输入对测试电路的正确性。
简单加减计算电路简单加/减运算电路1 设计主要内容及要求1.1 设计⽬的:(1)掌握1位⼗进制数加法运算电路的构成、原理与设计⽅法;(2)熟悉QuartusII的仿真⽅法。
1.2 基本要求:(1)实现⼆进制数的加/减法;(2)设计加数寄存器A和被加数寄存器B单元;(3)实现4bit⼆进制码加法的BCD调整;(4)根据输⼊的4bitBCD编码⾃动判断是加数还是被加数。
1.3 发挥部分:(1)拓展2位⼗进制数(2)MC存储运算中间值;(3)结果存储队列;(4)其他。
2 设计过程及论⽂的基本要求2.1 设计过程的基本要求(1)基本部分必须完成,发挥部分可任选2个⽅向:(2)符合设计要求的报告⼀份,其中包括逻辑电路图、实际接线图各⼀份;(3)设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告⼀起上交;报告的电⼦档需全班统⼀存盘上交。
2.2 课程设计论⽂的基本要求(1)参照毕业设计论⽂规范打印,⽂字中的⼩图需打印。
项⽬齐全、不许涂改,不少于3000字。
图纸为A3,附录中的⼤图可以⼿绘,所有插图不允许复印。
(2)装订顺序:封⾯、任务书、成绩评审意见表、中⽂摘要、关键词、⽬录、正⽂(设计题⽬、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算(重要)、⼯作过程分析、元器件清单、主要器件介绍)、⼩结、参考⽂献、附录(逻辑电路图与实际接线图)。
摘要当今的社会是信息化的社会,也是数字化的社会,各种数字化的电器与设备越来越普及,⼈们的⼤部分⽣活都依赖于这些数字化的设备。
⽽随着科技的发达,这些数字设备的功能越来越强⼤,程序越来越复杂。
但是我们都知道各种复杂的运算都是从简单的加减运算衍⽣出来的。
经过半学期的数字电⼦技术基础的学习,我们对数字电⼦技术的理论知识有了⼀定的了解。
在这个时刻,将理论结合实际的欲望,便显得更加迫切,⽽此时的课设安排正好可以帮助我们将理论结合实际,将梦想变成现实。
本次的简单运算电路是基于QuartusⅡ仿真软件⽽设计的,⽽每⼀个仿真软件都有它⾃⼰的特⾊与优缺点。
变形补码加减法器电路设计
变形补码是一种用来表示有符号整数的机器数表示方法,用于进行加减法运算。
下面是一个简单的变形补码加减法器电路设计的思路:
1. 把被加数和加数转化为变形补码形式。
2. 设计一个带进位输入和借位输出的全加器电路,用于实现加法操作。
3. 对于加法操作,将被加数和加数输入到全加器中,得到和值和进位值。
4. 对于减法操作,将被加数和加数的变形补码取反,然后输入到全加器中,得到和值和进位值。
5. 对于减法操作,如果进位值为0,说明没有借位,结果即为和值;如果进位值为1,说明有借位,需要对和值进行减1操作。
6. 将和值输出,作为加减法的结果。
需要注意的是,在实际电路设计中,需要考虑到多位数的情况,以及可能出现的进位和借位情况,用多个全加器按位进行计算,并进行进位和借位的传递。
此外,还需要考虑到电路的稳定性、延迟等因素,以确保电路能够正确执行加减法运算。
加法和减法运算电路
1、加法运算电路
加法运算电路能实现多个模拟量的求和运算。
分为反相加法运算电路和同相加法运算电路两种。
可以利用“虚短”、“虚短”的概念或者叠加原理进行分析。
1)反相加法运算电路的常见电路如图1所示。
电路为并联电压负反馈。
平衡电阻R 2=R i1//R i2//R F。
图1
F F o i1i 2i1i 2
()R R u u u R R =-+2)同相加法运算电路的常见电路如图2所示。
电路为串联电压负反馈。
平衡电阻满足关系R 1//R F =R i1//R i2。
图2
F i 2i1o i1i 21i1i 2i1i 2
(1)()R R R u u u R R R R R =++++2、减法运算电路
减法运算电路的常见电路如图3所示。
可以将电路看做反相比例
运算电路和同相比例运算电路的叠加进行分析。
R F 相对于u i1是并联电压负反馈,对于u i2
是串联电压负反馈。
图3
3F F
o i 2i1
1231(1)R
R R u u u
R R R R =+-+。
竭诚为您提供优质文档/双击可除比例及加减运算电路实验报告篇一:实验四比例求和运算电路实验报告实验四比例求和运算电路一、实验目的1.掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。
2.学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验仪器1.数字万用表2.信号发生器3.双踪示波器其中,模拟电子线路实验箱用到直流稳压电源模块,元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。
三、实验原理(一)、比例运算电路1.工作原理a.反相比例运算,最小输入信号uimin等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。
如下图所示。
10kΩ输入电压ui经电阻R1加到集成运放的反相输入端,其同相输入端经电阻R2接地。
输出电压uo经RF接回到反相输入端。
通常有:R2=R1//RF由于虚断,有I+=0,则u+=-I+R2=0。
又因虚短,可得:u-=u+=0由于I-=0,则有i1=if,可得:ui?u?u??uo?R1RFuoRF?AufuR1i由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为:??u?Rif?i?R1?ii?反相比例运算电路的输出电阻为:Rof=0输入电阻为:Rif=R1b.同相比例运算10kΩ输入电压ui接至同相输入端,输出电压uo通过电阻RF 仍接到反相输入端。
R2的阻值应为R2=R1//RF。
根据虚短和虚断的特点,可知I-=I+=0,则有u??且u-=u+=ui,可得:R1?uo?uiR1?RFAuf?R1?uoR1?RFuoR?1?FuiR1同相比例运算电路输入电阻为:Rif?输出电阻:Rof=0ui??ii以上比例运算电路可以是交流运算,也可以是直流运算。
输入信号如果是直流,则需加调零电路。
如果是交流信号输入,则输入、输出端要加隔直电容,而调零电路可省略。
(二)求和运算电路1.反相求和根据“虚短”、“虚断”的概念RRui1ui2uouo??(Fui1?Fui2)R1R2R1R2RF当R1=R2=R,则uo??RF(ui1?ui2)R四、实验内容及步骤1、.电压跟随电路实验电路如图1所示。
加减法运算器电路加减法运算器电路是一种用于进行数字加减运算的电路,通常用于数字逻辑电路或计算机系统中。
它可以接受两个输入数字,并输出它们的和或差,具有广泛的应用领域。
加减法运算器电路的设计通常包括以下几个关键部分:输入端、加法器、减法器、选择器、输出端等。
首先,输入端用于接收两个数字的输入。
这些输入数字可以是二进制数字,也可以是十进制数字经过编码转换为二进制表示。
输入端需要将输入的数字传递给加法器或减法器进行运算。
加法器是加减法运算器电路的核心部分之一。
它能够接受两个数字的输入,并将它们相加得到一个和。
加法器通常采用全加器电路进行设计,全加器能够实现三个数字的加法运算,其中两个数字是输入数字,另一个数字是进位数字。
通过级联多个全加器电路,可以实现多位数字的加法运算。
减法器是加减法运算器电路的另一个核心部分。
它能够接受两个数字的输入,并将它们相减得到一个差。
减法器通常采用全减器电路进行设计,全减器能够实现两个数字的减法运算,其中一个数字是被减数,另一个数字是减数。
通过级联多个全减器电路,可以实现多位数字的减法运算。
选择器用于选择加法器或减法器的输出结果作为最终的输出。
根据需要进行加法或减法运算,选择器可以将加法器或减法器的输出传递给输出端。
最后,输出端用于输出加法或减法运算的结果。
输出端可以是数字显示器、LED指示灯或数字信号输出接口,将计算结果显示给用户或传递给其他电路进行进一步处理。
总的来说,加减法运算器电路的设计需要充分考虑数字逻辑电路的设计原理,合理选择加法器、减法器和选择器的设计方案,确保电路能够准确、稳定地进行加减法运算。
加减法运算器电路在数字电子技术和计算机领域有着重要的应用,是数字系统中不可或缺的一部分。
计算机组成原理八位原码加减法器电路课程设计是一个重要的课题,它涉及到计算机内部数字运算的实现方式。
在加减法器电路的设计中,我们需要考虑到输入数据的编码方式以及运算的性质。
在这个设计中,我们将使用八位原码进行加减法运算。
首先,我们需要明确输入的数据格式。
原码表示法是一种最直观的数值表示方法,它直接反映了数值的正负和绝对大小。
对于八位二进制原码,它的取值范围是-256到255。
在这个范围内,数值的大小和其对应的二进制表示之间的关系是简单的线性关系。
接下来,我们来看一下加减法器的电路设计。
由于我们需要进行的是加法和减法运算,我们需要使用两个不同的电路模块:加法器和减法器。
对于加法器,我们可以使用异或门和与门组合的方式来实现。
八位二进制数的异或运算具有"无进位"的性质,因此在需要加法运算时,我们可以通过异或门来实现逐位相加。
由于输入的数据是以原码形式给出的,因此在输出端需要进行一次模2取反操作,将加法结果转化为实际的数值大小。
这个过程可以用一个简单的逻辑表达式描述如下:C[7:0] = A[7:0] XOR B[7:0]D[7:0] = 255 - C[7:0]其中,C[7:0]是异或运算的结果,D[7:0]是实际数值大小。
对于减法器,我们同样可以使用异或门和与门来实现。
由于减法运算涉及到负数的情况,我们需要引入进位信号来处理负数减法的溢出问题。
具体的实现方式可以参考加法器的设计,只是在输出端需要进行一次模2加操作,将减法结果转化为实际的数值大小。
在进行电路设计时,我们还需要考虑到一些细节问题,比如输入输出端的延迟问题、电路的稳定性和抗干扰能力等。
这些因素都可能影响到电路的性能和精度。
因此,在进行电路设计时,我们需要充分考虑这些因素,并通过实验和测试来验证我们的设计是否满足要求。
总的来说,八位原码加减法器电路的设计是一个复杂而又重要的任务。
通过这个设计,我们可以更好地理解计算机内部数字运算的实现方式,也可以为更高级的计算机组成原理课程设计打下基础。
加法电路和减法电路公式
一、加法电路公式。
1. 反相输入加法电路(基于运放)
- 对于有n个输入信号V_i1,V_i2,·s,V_in的反相输入加法电路,其输出电压
V_o的计算公式为:
- V_o= - R_f(frac{V_i1}{R_1}+frac{V_i2}{R_2}+·s+frac{V_in}{R_n})
- 其中R_f是反馈电阻,R_1,R_2,·s,R_n分别是对应输入信号的输入电阻。
当R_1 = R_2=·s=R_n = R时,公式可简化为V_o=-(R_f)/(R)(V_i1 + V_i2+·s+V_in)。
2. 同相输入加法电路(基于运放)
- 设同相输入端有两个输入电压V_i1和V_i2,首先计算同相输入端的等效电压V_p。
- 根据叠加定理,
V_p=(R_2//R_3)/(R_1+(R_2//R_3))V_i1+(R_1//R_3)/(R_2+(R_1//R_3))V_i2(这里
R_2//R_3=(R_2R_3)/(R_2 + R_3),R_1//R_3=(R_1R_3)/(R_1 + R_3))。
- 然后输出电压V_o=(1+(R_f)/(R))V_p,将V_p代入即可得到V_o关于
V_i1和V_i2的表达式。
二、减法电路公式。
1. 基于运放的减法电路(差分放大电路)
- 对于一个基本的差分放大电路,设两个输入电压分别为V_i1(反相输入端)和V_i2(同相输入端),输出电压V_o的计算公式为:
- V_o=(R_f)/(R)(V_i2-V_i1),这里R_f是反馈电阻,R是输入电阻(在理想情况下,反相输入端和同相输入端的输入电阻相等)。
加减法运算电路
分析了比例系数与平衡电阻、反馈电阻的关系。
目的是探索比例系数任意取值时加减法运算电路构成形式的变化。
1.反相求和电路
按照输入方式的不同,加法运算电路可以分为反相加法器和同相加法器。
(1)反相加法运算电路。
反相加法运算电路如图1所示,利用这个电路可以实现3个输入信号之间的求和运算。
图9-5反相求和电路
(2)同相加法运算电路。
图2为同相加法运算电路。
顾名思义,将求和输入信号接在同相输入端,反馈电阻Rf仍然接在反相输入端,构成深度负反馈。
图2同相求和电路
2.减法运算电路
差动比例运算电路即由单级运放构成的减法器。
但由于信号有反相输入端和同相输入端,所以也存在调整不便和共模输入电压较大的问题。
如图3所示!
图3减法运算电路图
图4为两级运放构成的反相输入减法电路。
电路由第一级的反相器和第二级的加法运算电路级联而成。
图4反相输入减法电路
加法运算电路图原理
编辑
加减运算电路
特点
调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系
2.同相求和电路
虚短、虚断
单运放和差电路
双运放和差电路。
电路相量法的加减运算公式电路相量法是电路分析中常用的一种方法,可以通过相量的加减运算来简化复杂的电路计算。
下面将为大家介绍电路相量法的加减运算公式。
在电路分析中,经常会遇到需要计算电压、电流和功率的情况。
而电路相量法可以将这些量用相量的形式表示,从而简化计算过程。
在进行电路相量法的加减运算时,我们需要了解一些基本的公式。
我们来看电压的相量运算。
电压相量的加减运算可以用以下公式表示:U = U1 + U2其中,U表示总电压,U1和U2分别表示两个电压源的相量。
这个公式的意思是,将两个电压源的相量相加,得到总电压的相量。
接下来,我们来看电流的相量运算。
电流相量的加减运算可以用以下公式表示:I = I1 + I2其中,I表示总电流,I1和I2分别表示两个电流源的相量。
这个公式的意思是,将两个电流源的相量相加,得到总电流的相量。
我们来看功率的相量运算。
功率相量的加减运算可以用以下公式表示:P = P1 + P2其中,P表示总功率,P1和P2分别表示两个功率源的相量。
这个公式的意思是,将两个功率源的相量相加,得到总功率的相量。
通过以上的公式,我们可以进行电路相量法的加减运算。
在实际应用中,我们可以根据具体的电路情况,将电压、电流和功率用相量的形式表示,然后根据公式进行相应的计算。
这样可以简化电路分析的过程,提高计算的效率。
需要注意的是,在进行电路相量法的加减运算时,我们需要将相量的大小和方向考虑在内。
相量的大小表示了电压、电流或功率的大小,而相量的方向表示了电压、电流或功率的方向。
在进行相量的加减运算时,我们需要同时考虑相量的大小和方向,确保计算结果的准确性。
电路相量法的加减运算公式可以简化复杂的电路计算,提高计算的效率。
通过将电压、电流和功率用相量的形式表示,并根据相量的加减运算公式进行计算,我们可以更方便地分析电路的特性和性能。
在实际应用中,我们可以根据具体的电路情况,灵活运用电路相量法,解决各种电路分析问题。
1.8位可控加减法电路设计2.4位先行进位电路设计实验报告1.引言1.1 概述概述随着科技的发展,数字电路设计在计算机科学和电子工程领域中扮演着至关重要的角色。
本实验旨在设计并实现可控加减法电路和先行进位电路,以进一步提升数字电路设计的能力。
在本实验中,我们首先介绍了实验的目的和本文的结构。
接着,我们详细讲解了1.8位可控加减法电路设计的原理和电路图设计,并通过实验演示了其功能和性能。
随后,我们进一步介绍了2.4位先行进位电路设计的原理和电路图设计。
通过实验验证,我们展示了该电路在实际应用中的可靠性和高效性。
最后,我们总结了实验的结果,并分享了实验过程中的心得体会。
通过本次实验,我们不仅深入理解了可控加减法电路和先行进位电路的工作原理,还提升了自身的数字电路设计技能。
在本文中,我们将使用以下内容来阐述每个部分的主要思想和实验结果。
通过对这些内容的深入讨论,希望能够为读者提供一个清晰而全面的认识,以便更好地理解和应用可控加减法电路和先行进位电路的设计方法。
1.2文章结构【1.2 文章结构】本实验报告将分为以下几个部分进行描述和介绍。
首先,在引言部分,我们将对本实验的概述进行说明,介绍实验报告的结构以及实验的目的。
接下来,在第二部分中,我们将详细介绍1.8位可控加减法电路的设计原理。
这部分将涵盖所需的原理背景知识,并展示设计过程中所采用的方法和思路。
同时,我们将呈现电路图的设计,以便读者可以更直观地理解整个电路的实现方式。
第三部分将介绍2.4位先行进位电路的设计原理。
在这一部分中,我们将阐述该电路的工作原理和所采用的设计方案。
同样,我们还将提供对应的电路图设计,以帮助读者更好地了解电路的构成和工作方式。
在实验报告的最后一部分,我们将总结实验结果并得出结论。
在4.1实验结果总结中,将详细列举每个电路的实验结果,并对其性能进行评估和分析。
同时,我们将在4.2实验心得中分享我们在实验过程中的经验和感悟,包括遇到的问题、解决方案以及对未来可能的改进的展望。
电路中向量的加减运算电路中的向量加减运算是电路分析中的重要内容之一。
向量加减运算指的是将电路中的电流和电压视为向量,通过进行向量的加法和减法运算,来求解电路中的各种参数。
本文将从向量的定义、向量的加法和减法运算以及在电路中的应用等方面进行介绍。
我们来了解一下向量的定义。
在电路中,电流和电压被视为带有方向的量,可以用向量表示。
向量是具有大小和方向的量,通常用箭头来表示,箭头的长度表示向量的大小,箭头的方向表示向量的方向。
在电路中,我们通常用大写字母加箭头来表示向量,例如电流向量可表示为I,电压向量可表示为V。
接下来,我们来看一下向量的加法运算。
向量的加法运算是指将两个向量相加得到一个新的向量。
在电路中,电流和电压的加法运算是指将两个电流或电压向量按照一定的规则相加。
具体来说,当两个电流或电压向量的方向相同时,它们的大小相加,方向不变;当两个电流或电压向量的方向相反时,它们的大小相减,方向取较大的向量的方向。
通过向量的加法运算,可以计算出电路中的总电流和总电压等参数。
然后,我们来看一下向量的减法运算。
向量的减法运算是指将一个向量减去另一个向量得到一个新的向量。
在电路中,电流和电压的减法运算是指将一个电流或电压向量减去另一个电流或电压向量得到一个新的电流或电压向量。
具体来说,当减去的电流或电压向量的方向与被减去的电流或电压向量的方向相同时,它们的大小相减,方向不变;当减去的电流或电压向量的方向与被减去的电流或电压向量的方向相反时,它们的大小相加,方向取被减去的向量的方向。
通过向量的减法运算,可以计算出电路中的电流和电压的差值等参数。
我们来看一下向量加减运算在电路中的应用。
在电路分析中,向量加减运算是非常常见的操作。
通过进行向量的加法和减法运算,可以计算出电路中的电流和电压等参数。
例如,在串联电路中,可以将各个元件的电流向量按照串联的顺序相加得到总电流向量;在并联电路中,可以将各个元件的电流向量按照并联的顺序相加得到总电流向量。
一、设计目的
把握电子电路的一样设计方式和设计流程;
二、学习利用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图;
三、把握应用EWB对所设计的电路进行仿真,通过仿真结果验证设计的正确
性。
四、设计要求
-1. 设计寄放器单元。
2.设计全加器单元。
3. 设计7487(或74LS87)互补器单元
五、设计内容及原理图,仿真图
算术逻辑电路设计
一、半加法器
半加法器是个能计算两个二进制位和的算术电路,该电路有两个输入及两个输出。
其中输入
是被加数两位,而输出分是和与进位位。
真值表:
输入输出
x y carry sum
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0
半加器电路绘制
其输出函数表示式:
=
=
sum⊕
+
y
x
y x
y x
carry=
xy
半加器电路符号
半加器电路功能模拟结果
二、全加法器
全加法器是求三个输入位算术和的组合电路,它包函三个输入位与两个输出位。
其中两个输入(x和y)代表要相加的两个有效位,第三个输入(z)代表由次低有效位置所产生的进位。
真值表:
输入输出
x y z carry sum
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
全加器电路绘制
其输出函数表示式:
=
+
⊕
+
=
+
sum⊕
xyz
z
z y x
x
y
z y x
z y x
+
=
carry+
yz
xy
xz
产生的全加器电路符号
全加器电路功能模拟结果。
四位加法器设计方式
1:四位加法器电路绘制
四位加法器
成立电路symbol
在成立电路symbol专门要注意的一点是假设z0(进位输入第一级)仍是接地的话,那么此4bit-adder将无法用来串接以产生8bit-adder电路,故咱们应将该接脚改成input符号,以产生一个可供串接的电路符号。
2 时序图编辑环境的功能仿真
在waveform editor环境中,咱们可将四个相关的位结合成一个群组,以方便阅读和分析;其作法是先将要设定成群组的数个位标记反白,再按「鼠标右键/ Enter Group 」即可产生图5-9的结果(取消群组的作法也差不多,只要按鼠标右键选择「ungroup」即可回恢复先画面)。
四位加法器
将相关位作群组化的结果
八位加法器电路图
三、减法器
2’s 补码减法器的设计
在微处置机世界的减法作法多采减数再加上被减数的2补码,2’s 补码的作法是先求得二进制位的1补码再加1:
被减数0011的1’s 补码是1100,二进制1100+1=1101即为2’s 补码
ex :000111001101- ⇒ 0
00110111101+
[2’s补码之补充说明]
1. 1’s补码的作法即将二进制位组0变1,1变成0即可。
例如0111之1’s补码为1000。
2. 2’s补码(2’s complement)之概念为在1’s的补码再加上1以后所得的新数,其作法如下:
若A=0111 ,那么其1’s补码为1000
而其2’s补码为1000+1=1001
3. 双重补码:
假设将一数取两次2’s补码,那么将取得原先的数字,例如:
A=0111 ,其2’s补码A’为1001,再取一次2’s补码后A’’=0111。
这表示出「A的双重补码等于A」。
因为有此特性,因此二进制数字之2’s补码等于十进制之负号。
以真值表来看,二进制的半减法器在半加法器上加上一个反向器:
真值表:
输入输出
X减数Y被减数D差B借位
0 0 0 0
0 1 1 1
1 0 1 0
1 1 0 0
a 半减法器
b 半减法器电路符号
a 4bit减法器
b 4bit减法器功能仿真
练习:以全加法器为基础,完成一个四位加法-减法器电路设计。
功能说明:
1.当操纵输入讯号cr为0时,XOR gate变成缓冲器利用,现在电路是x[3..0]和y[3..0]的相加。
2.当操纵输入讯号cr为1时,第一级加法器进位输入为1,而y[
3..0]均发生反相,电路功能是2’s补码减法器。
a 4bit加法-减法器电路设计
b 4bit加法-减法器功能仿真
六、 PCB板
七、电路图
八、心得体会
通过两个礼拜的编译原理课程设计,本人顺利完成该课程设计。
通过该课程设计,收成颇多。
一、对实验原理有更深的明白得
通过该课程设计,把握了什么是加减法运算电路,,熟悉了编译程序总流程框图,了解了protel,ewb软件。
二、对该理论在实践中的应用有深刻的明白得
通过上网查资料,学习了protel,ewb软件,了解了它们的原理,通过认真的学习和实践,大体把握的这两个软件的用法,但还很不做,需要在以后的学习生活中去研究实践。
三、明白得了该知识点和学科之间的融合渗透
本次课程设计程序部份是用VHDL语言编写的,把《VHDL与硬件集成速成》,《编译原理》,《算法分析与设计》,《protel99》等几门学科联系起来,把各个学科之间的知识融合起来,把各门课程的知识联系起来,对编写程序,仿真图片有了加倍深刻的了解。
使我加深了对这几门学科的熟悉。
四、熟悉到的不足
通过这次课程设计,我发觉了自己有很多的不足的地方:
1、第一感觉自己的专业知识还不够扎实,有很东西需要用的时候都想不起来。
比如
2、动手能力相对较差,比如有很多画图都自己做不出来,要请教教师和同窗。
我要在以后的学习中要注意增强专业知识的学习,增强动手能力。