实验五全加器的应用

实验五全加器的应用第一页，共十八页，编辑于2023年，星期二一、实验目的（1）了解算术运算电路的结构。（2）掌握半加器、全加器二者之间的区别和联系。（3）掌握74LS283先行进位全加器的逻辑功能和特点。（4）掌握全加器的应用。

第二页，共十八页，编辑于2023年，星期二二、实验所用器件型号及管脚排列74LS283管脚排列和逻辑符号第三页，共十八页，编辑于2023年，星期二（一）半加器三、实验原理半加器，即不考虑低位的进位输入的加法器。例如设计一位二进制的半加器。半加器真值表如表所示，由真值表得到

和

，由表达式得到用门电路实现的半加器电路以及半加器的逻辑符号如图。

半加器电路及逻辑符号半加器真值表第四页，共十八页，编辑于2023年，星期二（二）全加器

相对半加器而言，全加器不仅要考虑两数相加，还要考虑低位向本位的进位。第五页，共十八页，编辑于2023年，星期二一位全加器逻辑电路图一位全加器逻辑符号及扩展第六页，共十八页，编辑于2023年，星期二74LS283是TTL双极型并行4位全加器，特点是先行进位，因此运算速度很快，其外形为双列直插，管脚排列和逻辑符号如图2.5.5所示。它有两组4位二进制数输入A4A3A2A1、B4B3B2B1，一个低位向本位的进位输入CI，有一组二进制数输出S4S3S2S1，一个最高位的进位输出CO，该器件所完成的4位二进制加法运算如右图所示。（三）集成全加器芯片74LS283的应用第七页，共十八页，编辑于2023年，星期二74LS283的基本应用如下：1．完成4位二进制数加法。

因为74LS283本身是全加器，所以可以直接进行4位二进制数加法，例如：A4A3A2A1=1001，B4B3B2B1=1101，CI=0，则输出为C4S4S3S2S1=10110。2．实现码组变换。有些码组变换存在加法关系，如8421BCD码转换至余3码，只要在8421BCD码基础上加3（0011）即可实现变换。第八页，共十八页，编辑于2023年，星期二3．8421BCD码加法器。十进制数二进制加法器的输出（校正电路的输入）BCD码的输出列C4S4S3S2S1C4S4S3S2S100000000000100001000012000100001030001100011400100001005001010010160011000110700111001118010000100090100101001100101010000110101110001120110010010130110110011140111010100150111110101161000010110171000110111181001011000191001111001第九页，共十八页，编辑于2023年，星期二BCD码加法电路图P=S4S3+S4S2+C4第十页，共十八页，编辑于2023年，星期二4．实现两个4位二进制数相减。

两个4位二进制数相减可以看做两个带符号的4位二进制数相加，即原码的相减变为补码的相加，而正数的补码就是本身，负数的补码是反码加1，这样，A-B=A+（-B），就可利用74LS283实现减法运算。A数照常输入，B数通过反相器输入，加1可以使CI=1得到，这样输出的结果就是两数之差，但是这个结果为补码，要通过CO来判别结果的正负。例如7-3（原码0111-0011）转化为补码相加0111+1101=10100这里CO=1，结果为正数，补码0100等于原码，即结果为+4；而3-7（原码0011-0111）转化为补码相加0011+1001=01100这里CO=0，结果为负数，补码1100还要再求补一次才能得到正确的原码，1100求补为0100，即结果为-4。按习惯，把CO通过非门取反作为符号位。第十一页，共十八页，编辑于2023年，星期二加法器完成的减法计算电路第十二页，共十八页，编辑于2023年，星期二（一）基础实验部分四、实验内容1．利用74LS283加法器实现二进制加法。加法器功能测试加法器功能测试第十三页，共十八页，编辑于2023年，星期二2．利用74LS283四位二进制加法器实现8421BCD码转换为余3码的电路。

要求写出设计全过程，画出逻辑电路图。8421BCD码到余3码

第十四页，共十八页，编辑于2023年，星期二3．实现一位8421BCD码的加法运算。

用两块74LS283及门电路实现，要求写出设计全过程，画出逻辑图。输入用逻辑开关，输出用指示灯，改变开关状态，观察输出指示灯的变化，将实验结果记录在表中。两位8421BCD码的加法第十五页，共十八页，编辑于2023年，星期二4．实现两个4位二进制数的减法。

根据前面讲到的利用加法器来实现减法运算的原理，此电路必须分两步进行，所以要用两块74LS283及适当门电路完成连接，输入用逻辑开关表示，输出用指示灯来观察结果，改变开关状态，观察输出指示灯的变化，将实验结果记录在表中。5．用门电路设计出一位半加器，并且由半加器扩展成一位全加器。要求写出设计全过程，画出逻辑电路图。两个4位二进制数的减法第十六页，共十八页，编辑于2023年，星期二（二）提高部分6．用适当门电路设计一个二进制原码反码选择器，要求写出设计过程，画出逻辑图，并且检测电路是否正确。（提示：用变量M来进行判别是原码还是反码。）7．试用异或门和集成4位二进制全加器74LS283构成一个无符号数的4位并行加、减运算电路。要求当控制信号X＝0时，电路实现加法运算;X＝1时，实现减法运算。第十七页，共十八页，编辑于2023年，星期二8．用适当门电路和74LS283来完成一个8421BCD