數(shù)電組合邏輯電路設計

1、數(shù)電組合邏輯電路設計實現(xiàn)四位二進制無符號數(shù)乘法計算學 號 姓 名 專 業(yè) 通信工程 日 期 2017.4.29 一、設計目的設計一個乘法器，實現(xiàn)兩個四位二進制數(shù)的乘法。兩個二進制數(shù)分別是被乘數(shù)和乘數(shù)。被乘數(shù)和乘數(shù)這兩個二進制數(shù)分別由高低電平給出。乘法運算的結果即乘積由兩個數(shù)碼管顯示。其中顯示低位的數(shù)碼管是十進制的；顯示高位的數(shù)碼管是二進制的，每位高位片的示數(shù)都要乘以16再與低位片相加。所得的和即是被乘數(shù)和乘數(shù)的乘積。做到保持乘積、輸出乘積，即認為實驗成功，結束運算。二、設計思路 將乘法運算分解為加法運算。被乘數(shù)循環(huán)相加，循環(huán)的次數(shù)是乘數(shù)。加法運算利用雙四位二進制加法器74LS283實現(xiàn)，循環(huán)次

2、數(shù)的控制利用計數(shù)器74LS161、數(shù)碼74LS85比較器實現(xiàn)。運算結果的顯示有數(shù)碼管完成，顯示數(shù)字的高位（進位信號）由計數(shù)器74LS161控制。 以為例。被乘數(shù)是5，輸入0101；乘數(shù)是4，輸入0100.將輸入到加法器的A端，與B端的二進制數(shù)相加，輸出的和被送入74LS161的置數(shù)端（把這個計數(shù)器成為“置數(shù)器”）。當時鐘來臨，另一個74LS161（被稱之為“計數(shù)器”）計1，“置數(shù)器”置數(shù)，返回到加法器的B端，再與被乘數(shù)相加當循環(huán)相加到第四個時鐘的時候，“計數(shù)器”計4，這個4在數(shù)碼比較器74LS85上與乘數(shù)比較，結果是相等，A=B端輸出1，經(jīng)過反相器后變?yōu)?返回到被乘數(shù)輸入電路，截斷與門。至此，

3、被乘數(shù)變?yōu)?000，即便是再循環(huán)相加，和也不變。這個和，是多次循環(huán)相加的和，就是乘積。高位顯示電路較為獨立，當加法器產生了進位信號，CA端輸出了一個高電平脈沖，經(jīng)過非門變?yōu)橄陆得}沖驅動74LS161計一次數(shù)，這個數(shù)可以通過數(shù)碼管顯示出來。但是由于二進制數(shù)是滿足8421排列的，進位的數(shù)是10000，即是10進制數(shù)的16。三、儀器設備名稱、型號74LS85 （一個） 74LS161 （三個）74LS283 （一個） 74LS08 （兩個）非門 （兩個） 數(shù)碼顯示管（兩個）四、實驗電路圖說明：左下角的D1C1B1A1為被乘數(shù)的輸入端，單刀雙擲開關向上是“1”，向下時“0”。左側的D2C2B2A2是乘

4、數(shù)的輸入端。被乘數(shù)經(jīng)過中間靠右的“加法器低位片”循環(huán)相加，相加的結果經(jīng)過右上方的“置數(shù)器”返回到加法器?！爸脭?shù)器”和“計數(shù)器”共用一個時鐘信號，當“計數(shù)器”所計的數(shù)與乘數(shù)相等的時候，最上方的數(shù)碼比較器輸出“1”，經(jīng)過非門變?yōu)椤?”，“0”返回到4雙輸入與門中將與門封死，輸出0000.同樣是這個“0”信號，將“計數(shù)器”的使能端EP置為“0”，使計數(shù)器保持輸出，達到穩(wěn)定輸出的目的。當“加法器低位片”有進位時，輸出一個上升沿，經(jīng)過非門后變?yōu)橄陆笛兀寗印斑M位信號計數(shù)器”計數(shù)，其結果被“高位顯示”顯示出來?！案呶伙@示”的示數(shù)都要乘以16才可以變?yōu)?0進制的數(shù)。最后的乘積可由兩個數(shù)碼管顯示出來。讀數(shù)方法

5、：“高位顯示”字形所對應的十進制數(shù)*16+“低位顯示”字形所對應的十進制數(shù)。計算結束，目的達成。五、仿真分析結果仿真結果1被乘數(shù)1000，乘數(shù)1000，結果：4*16=64。具體情況請看圖中的方框。仿真結果2被乘數(shù)0011，乘數(shù)1100，結果：2*16+4=36。具體情況請看圖中的方框。六、實驗結果分析所設計乘法器工作良好、結果與預想情況相同。七、心得體會通過這一段時間的緊張學習，最后完成了我的設計任務四位二進制乘法器的設計。通過本次課程設計的學習，我深深的體會到設計課的重要性和目的性所在。本次設計課不僅僅培養(yǎng)了我們實際操作能力，也培養(yǎng)了我們靈活運用課本知識完成工作的能力。乘法器雖然是比較簡單的設計課程，但它給了我一個鍛煉的機會和檢驗的