加减法运算电路设计.doc

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 日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 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 .................................................8辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 11 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/减法运算电路辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 274LS283 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 电路设计图辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 33.2 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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 4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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 5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 实物图辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 6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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 7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辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 8参考文献[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.。