加减法运算电路设计

1、辽 宁 工 业 大 学 数字系统综合实验 课程设计（论文）题目： 加/减法运算电路设计 院（系）： 电子与信息工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）： 电子与信息工程学院 教研室：通信工程学 号学生姓名专业班级课程设计（论 文）题 目加/减法运算电路设计课程设计（论文）任务设计一个加/减法运算电路，当控制信号M=0时将两个无符号的16位二进制数相加，而M=1时将两个无符号的8位二进制数相减，并用MAX+PLUS验证设计的正确性。设计要求：1熟练掌握组合逻辑电路的设计思路和方法；2熟练掌握MAX+PLUS原理图输入方法；3

2、熟练掌握MAX+PLUS仿真方法并对设计进行仿真验证，直至得出正确的设计方案；4熟练掌握MAX+PLUS编程下载方法并利用EDA实验箱验证设计的正确性；5熟练掌握加法器及减法器的设计方法。报告要求：1能够对原理及设计方案进行适当的说明；2按照给定的模板要求完成设计报告。指导教师评语及成绩平时成绩（20%）： 论文成绩（50%）： 答辩成绩（30%）： 总成绩 ： 指导教师签字： 学生签字： 年 月 日8 / 12目录1 课程设计目的，内容与要求11.1课程设计目的11.2 设计内容11.3 设计要求12 课程设计原理13 课程设计方案23.1 电路设计23.2电路仿真33.3仿真结果34 课程

3、设计结果54.1实物图55 设计总结7参考文献81 课程设计目的，内容与要求1.1课程设计目的掌握数字电路一般设计方法和设计流程。掌握Altera可编程芯片原理和用法。学习使用MAX+plus 软件绘制电路原理图和仿真。1.2 设计内容设计一个加/减法运算电路，当控制信号M=0时将两个无符号的16位二进制数相加，而M=1时将两个无符号的16位二进制数相减，并用MAX+PLUS验证设计的正确性。1.3 设计要求1熟练掌握组合逻辑电路的设计思路和方法；2熟练掌握MAX+PLUS原理图输入方法；3熟练掌握MAX+PLUS仿真方法并对设计进行仿真验证，直至得出正确的设计方案；4熟练掌握MAX+PLUS

4、编程下载方法并利用EDA实验箱验证设计的正确性；5熟练掌握加法器及减法器的设计方法。2 课程设计原理74LS283是超前进位四位二进制全加器，下图是它的引脚图图2.1 74LS283引脚图其中A0到A3和B0到B3是两个四位输入端，S0到S3是四位输出端，CO是进位输入端，CI是进位输出端。在MAX+plus 中，可用4片74LS283连起来作为16位加/减法运算电路。74LS283本身是加法器，而减法的实现可以用原数的补码来完成，即S=A-BS=A+B（补）。在门电路中，可以用异或门来转换成补码。3 课程设计方案3.1 电路设计在MAX+plus 中，用四片74LS283相连，低位芯片的CI

5、端与高位的CO端连接，最低位芯片的CI端与M输入端相连。四个芯片的A系列引脚与16个输入端连接，另有16个输入端与M构成异或门，其输出端再与B系列引脚连接。芯片的S系列引脚与16个输出端相连。如图：图3.1 电路设计图3.2电路仿真新建波形文件，引入输入输出端，在输入端上设置高低电平，然后进行编译和仿真。3.3仿真结果图3.2 a1+b1b2图图3.2中，a1，b1，b2设为高电平，M为低电平，表示a1+b1b2。图3.3 a1+b1b2结果图3.3中，s1，s2都进位清零，s3为高电平，与理论相符。图3.4 a16-b1图图3.4中，a16，b1，M为高电平，表示为a16-b1。图3.5 a

6、16-b1结果图3.5中，除s16外，s0到s15都为高电平，这表示为减法，且低位向高位借位，与理论相符。4 课程设计结果4.1实物图图4.1 初始状态图4.1为EDA实验箱线路连接后打开电源的初始状态，a开关，b开关，m都为低电平。图4.2 a1+b1结果图图4.2中，亮灯的是s2。a1，b1为高电平，其余都是低电平，这与a1+b1=s2相符。图4.3 a7-b1结果图图4.3中，d0到d6（s0到s6）全亮。a7，b1和M为高电平，这与理论相符。所以该加减法运算电路正确。5 设计总结在加减法运算电路的设计中，如果用74LS283做主体芯片是很简单的，刚开始打算使用的是74LS183，虽然原理简单，但是用电路图来实现它就非常麻烦。因为要用到8片74LS183，而74LS283只需4片。不仅如此74LS283是超前进位全加器，比74LS183要快得多，因此我后来选择74LS283。关于补码，用异或门来实现减法，此方法在课本中有提到过。因此加减法运算电路的设计还是比较简单的。参考文献1周常森.电子电路计算机仿真技术.山东科学技术出版社,2002. 2高文华.董增寿，赵哲敏.基于