加减法运算电路设计.doc
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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+PLUSⅡ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+PLUSⅡ原理图输入方法；3．熟练掌握MAX+PLUSⅡ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+PLUSⅡ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 Ⅱ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+PLUSⅡ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+PLUSⅡ原理图输入方法；3．熟练掌握MAX+PLUSⅡ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+PLUSⅡ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 Ⅱ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-B→S=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 Ⅱ中，用四片74LS283相连，低位芯片的CI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 a16-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s2a1，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EWB的数字电子电路设计.太原重型机械学院学报.2001. [3]康华光.电子技术基础（第四版）[M].北京:清华大学出版社,2000.。
