8421BCD码加法器.doc

卓越工程师班第一次大作业用四位全加器构成一位BCD码加法器班级：001111作者：00111116 江新远实现方式一：器件一、 问题用四位二进制全加器74LS283构成一位8421BCD码加法电路二、74LS283介绍74LS283是TTL双极型并行4位全加器，特点是先行禁卫，因此运算速度很快，其外形为双列直插。它有两组4位二进制数输入 ，一位低位向本位的进位输入 ，有一组二进制输出 ，一个最高位的进位输出，改器件所完成的4位二进制加法如图所示。三、解决思路用四位全加器构成一位8421BCD码的加法电路。两位8421BCD码相加，其和仍应为8421BCD码，如不是8421BCD码则结果错误。 若和小于等于9结果正确，如4 0100+ 3 + 0011 7 01110111是8421BCD码的7，结果正确。 若和大于9则结果错误，若要得到正确结果，则需加6(011)修正。如6 0110+ 7 + 0111 13 10111101在8421BCD码中是非法码，结果错误，如果加6修正后，则产生了进位信号，且本位 1101 + 0110 1,0011“0011”也是正确的。 若和产生进位，则结果错误，也需加6修正。如8 1000+ 9 + 1001 17 1,0001虽产生了进位，但本位和不正确，若加6修正 1,0001 + 0110 1,0111得到正确结果。产生错误的原因是8421BCD码为十进制，逢十进一，而四位二进制数是逢十六进一，故二者进位关系不同。其中刚好相差6，故需加6进行修正。这样，构成两个一位8421BCD相加时，必须由三部分组成：一部分进行加数和被加数相加；第二部分是修正判别，判别是否要加以修正，即产生修正控制信号；第三部分完成加6修正。第一部分和第三部分均由4位全加器实现。第二部分修正判别电路应在8421BCD码相加有进位信号CO产生时，或者和数在1015的情况下产生修正控制信号F，所以F应为利用图3.2.14所示的卡诺图将和大于9的部分化简得出F：根据上述分析及F信号产生的逻辑表达式可得到两个一位8421BCD码相加的电路。四、quartus仿真五、拓展思考方案3用加法器实现两个四位二进制数相加并输出为8421BCD码。同样也可以实现两位8421BCD码相加并且输出为8421BCD码。两个四位二进制数相加，若考虑到低位向高位的进位，则其结果为0000 11110 ，显然从1010开始就不符合8421BCD码的要求，如需8421BCD码输出则要进行修订。考虑到输出可能是两位8421BCD码，则输出为六位，除加法器的四位输出外，增加两位输出D11，D22若和小于10则结果正确，输出即为，若和大于9而小于20则结果错误，若要得到正确结果，则需加6(0110)修正若和大于19而小于30则结果错误，若要得到正确结果，则需加12(1100)修正若和大于29则结果错误，若要得到正确结果，则需加0010（0110+1100= 1 0010）修正。利用真值表列式得：实现方式二：VHDL硬件描述设计思路：A和B是两个8421BCD码，它们相加后产生的进位为C，输出的8421BCD码为D。S1和S分别为信号S=A+B,如果S10,则产生进位，c=1;由于S是二进制的，所以最后取S的后四位加6就好。但是为防止S的后四位加6,仍然大于10，故先用S1等于S的后四位加6，然后再取S1的后四位。附代码：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity fhomework1 isport(a,b:in std_logic_vector(3 downto 0); c:out bit; d:out std_logic_vector(3 downto 0) );end fhomework1;architecture ars of fhomework1 issignal s,s1:std_logic_vector(4 downto 0);beginprocess(a,b)begins=(0&a)+(0&b); /两个相加，保证位数相同if(s(4)=1or(s(3)=1and(s(2)=1or s(1)=1)then /s4大于等于10c=1; /c=1;s1=(0&s(3 downto 0)+(00110); /s1取 S的后四位加6d=s1(3 downto 0); /d取s1后