02实验二-加法器的设计与应用

1、2021/8/21实验二实验二 加法器的设计与应用加法器的设计与应用数字电子技术实验课程教学课件国家级电工电子实验教学示范中心2021/8/22 纲要纲要一、实验目的一、实验目的二、实验器材及仪器二、实验器材及仪器三、实验原理三、实验原理四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤五、分析与思考五、分析与思考2021/8/23一、实验目的一、实验目的 进一步熟悉组合逻辑电路的特点及分析方法 掌握半加器、全加器的组合逻辑电路设计、构建方法 掌握集成加法器的功能与应用2021/8/24二、实验器材及仪器二、实验器材及仪器 数字逻辑实验台数字逻辑实验台 集成芯片集成芯片74LS28374LS283、74LS

2、0074LS00、74LS8674LS86等等 导线若干导线若干2021/8/25三、实验原理三、实验原理 全加器：用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合全加器：用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合逻辑电路称为一位全加器。一位全加器需考虑由低位来的进位，逻辑电路称为一位全加器。一位全加器需考虑由低位来的进位，进位与本位两个二进制数相加后输出本位和以及向高位的进位。进位与本位两个二进制数相加后输出本位和以及向高位的进位。0 0 0 0 11+10101010不考虑低位不考虑低位来的进位来的进位半加器实现半加器实现全加器实现全加器实现2021/8/26四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤

3、1 1.用基本门电路设计实现半加器电路用基本门电路设计实现半加器电路 半加器：只考虑两个加数本身及往高位的进位，而不考由半加器：只考虑两个加数本身及往高位的进位，而不考由低位来的进位（或者把低位来的进位看成低位来的进位（或者把低位来的进位看成0）真值表 电路图 函数表达式 CoCoCo2021/8/27四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤若只用与非门来实现该电路还需对公式若只用与非门来实现该电路还需对公式进行变换，根据变换后的表达式（请同学们自行推导）设计出进行变换，根据变换后的表达式（请同学们自行推导）设计出电路图，如下图所示。电路图，如下图所示。用与非门实现的一位半加器电路用与非门实现的一

4、位半加器电路2021/8/28四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤2.用基本门电路实现全加器电路。 A B Ci S Co 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1解：逻辑抽象解：逻辑抽象输入变量：输入变量：被加数为被加数为A A，加数为，加数为B B由低位来的进位为由低位来的进位为CiCi输出变量：输出变量：相加后本位和为相加后本位和为S S往高位的进位为往高位的进位为CoCo真值表真值表2021/8/29四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤卡诺图化简卡诺图化简 1 ABCi

5、0100011110S S 1 1 1 iiiiiiiCBACBABACABBAABCCBACBACBAS)()( 1 ABCi0100011110C Co o 1 1 1 ABCBAABCBAABCCABCBABCACoiiiiii)()(2021/8/210四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤逻辑电路图逻辑电路图用一片用一片74LS00和一片和一片74LS86即可实现。即可实现。2021/8/211三、实验原理三、实验原理 多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。74ls283是采用快速进位的四位二进制全加器是采用快速进位的四位二进制全加器.与之

6、与之类似的还有类似的还有 74ls83等。等。74ls283管脚图2021/8/212三、实验原理三、实验原理相加结果读数为相加结果读数为 C0S3S2S1S0 4 4位二进制加位二进制加数数B B 输入端输入端 4 4位二进制加位二进制加数数A A 输入端输入端低位片进位输入端低位片进位输入端本位和输出端本位和输出端向高位片的向高位片的进位输出进位输出A4A3A2A1B4B3B2B1CI COS4S3S2S1S4S3S2S1 74LS283逻辑符号逻辑符号2021/8/213四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤3.验证4位超前进位加法器74ls283的逻辑功能测试A 0010 0111 10

7、11 1101 1110B 1010 0100 0011 0001 1001Ci + 1 + 1 + 0 + 0 + 0SCo2021/8/214四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤4.用74ls283完成8421BCD码和余3码之间的转换8421码+0011=余三码2021/8/215四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤4.用74ls283完成8421BCD码和余3码之间的转换8421BCD码0011余3码 由74LS283构成的代码转换电路2021/8/216四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤5.用四位超前进位加法器74ls283设计一个加/减运算电路,当M=0时,实现加法；当M=1时实

8、现减法。 对于 ，可以表示为补码运算式： , B的反码可以用异或门来实现。这样“A”可以直接输入到一组四位二进制的数，“1”可以直接由最低位进位CI端输入高电平“1”，从而实现了把减法变成加法。BA 1 BABAN反反=（2n-1）-N原原 N补补=2n-N原原 ; N补补=N反反+1 A-B=A+B补补-2n =A+B反反+1-2n 2021/8/217四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤5.用四位超前进位加法器74ls283设计一个加/减运算电路,当M=0时,实现加法；当M=1时实现减法。74LS283VCCGNDA3A2A1A0B3B2B1B0CICOS3S2S1S0 =1 =1 =1 =1A3A2A1A0B3B2B1B0CICOS3S2S1S02021/8/218五、分析与思考五、分析与思考1.74LS283如何实