全加器设计

学院:计算机学院
专业:信息与计算科学
姓名:方荣华
学号:0908060223
班级:0902
一位全加器全加器是能够计算低位进位的二进制加法电路
一位全加器(FA)的逻辑表达式为:
S=A⊕B⊕Cin
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Co=AB+BCin+ACin
其中A,B为要相加的数,Cin为进位输入;S为和,Co是进位输出;
如果要实现多位加法可以进行级联,就是串起来使用;比如32位+32位,就需要32个全加器;这种级联就是串行结构速度慢,如果要并行快速相加可以用超前进位加法,
超前进位加法前查阅相关资料;
如果将全加器的输入置换成A和B的组合函数Xi和Y(S0…S3控制),然后再将X,Y和进位数通过
全加器进行全加,就是ALU的逻辑结构结构。
即X=f(A,B)
Y=f(A,B)
不同的控制参数可以得到不同的组合函数,因而能够实现多种算术运算和逻辑运算。
半加器、全加器、数据选择器及数据分配器
1.验证半加器、全加器、数据选择器、数据分配器的逻辑功能。
2.学习半加器、全加器、数据选择器的使用。
3.用与非门、非门设计半加器、全加器。
4.掌握数据选择器、数据分配器扩展方法。
1.半加器和全加器
根据组合电路设计方法,列出半加器的真值表,见表7。逻辑表达式为:
S =AB + AB= A⊕B
C = AB
半加器的逻辑电路图如图17所示。
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用两个半加器可组成全加器,原理图如图18所示。
在实验过程中,我们可以选异或门74LS86及与门74LS08来实现半加器的逻辑功能;也可用全与非门
如74 LS00、反相器74LS04组成半加器。这里全加器不用门电路构成,而选用集成的双全加器74LS183。其管脚
排列和逻辑功能表分别见图19和表4.9所示
(a)用异或门组成的半加器(b)用与非门组成的半加器
图17 半加器逻辑电路图
图18 由二个半加器组成的全加器
锚杆挡墙图19 74LS183双全加器管脚排列图
2.数据选择器和数据分配器
数据选择器又叫多路开关,其基本功能相当于单刀多位开关,其集成电路有“四选一”、“八选一”、“十六选一”
等多种类型。这里我们以“八选一”数据选择器74LS151为例进行实验论证。
数据分配器,实际上其逻辑功能与数据选择器相反。它的功能是使数据由1个输入端向多个输出端中的某个进行传送,它的电路结构类似于译码器。所不同的是多了一个输入端。若选择器输入端恒为1,它就成了上一实验的译码器。实际上,我们可以用译码器集成产品充当数据分配器。例如,用2-4线译码器充当四路数据分配器,3–8线译码器充当八路数据分配器。就是将译码器的译码输出充当数据分配器输出,而将译码器的使能
输入充当数据分配器的数据输入。
1.半加器、全加器
(1)根据组合电路设计方法,列出半加器的逻辑功能表,见表7。由异或门74LS86和与门74LS08组成半加器,半加器的实验电路图如图20所示。74LS86的管脚排列图见图21所示(74LS08管脚排列图见门电路实
验的图2)。
将74LS86、74LS08集成片插入IC空插座中,按实验电路图20接线,进行半加器逻辑功能验证。
实验时输入端A、B接输入信号,输出端S、C接发光二极管LED,观察和数与进位数,并记录。
(2)全加器逻辑功能验证:本实验中全加器不用门电路构成,而选用集成的双全加器74LS183。将
74LS18
3集成片插入IC空插座中验证其逻辑功能与表8中结果进行比较。
图20 用异或门组成的半加器实验电路图
图21 74LS86管脚排列图
表7 半加器逻辑功能表
输入和进位
A B S    C
0 0
0 1
1 0 1 1
1
1
1 表8 全加器逻辑功能表
输入输出C i-1 B A S i C i
0 0 0 0 0 1 0 1 0正弦波发生器
0 1 1
1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0
1 0 1 0
0 1
1 0 0 1
0 1
1 1
实时监控系统将全加器74LS183集成片插入IC空插座,输入端A、B、C i-1分别接逻辑开关K1、K2、K3,输出S i和C i接发光二极管LED。按全加器逻辑功能表输入逻辑电平信号,观察输出S i及进位C i并记录下来。连续供墨打印机
2.数据选择器和数据分配器
(1)数据选择器
将74LS151“八选一”数据选择器插入IC空插座中(管脚排列图如图22所示),按图23接线。其中C、B、A为三位地址码,S为低电平选通输入端,D0~D7为数据输入端,输出Y为原码输出端,W为反码输出端。置选通端S为0电平(即低电平),数据选择器被选中,拨动逻辑开关K3~K1分别为000,001,…111(置数据输入端D0~D7分别为10101010或11110000),观察输出端Y和W输出结果,并记录。
图22 74LS151管脚排列图

本文发布于:2024-09-21 15:40:18,感谢您对本站的认可!

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