数字电子技术项目1简单加法器电路设计与测试.ppt
数字电子技术项目1简单加法器电路设计与测试
A
&
B
& C
& 1
≥1 F
1
&
1
本题提示：按题目要求用小规模集成门电路实现，没有其他特殊 要求，所以不必进行逻辑变换。
1-2-2 门电路构成的组合逻辑电路的设计与测试 任务1-2 两位加法器电路的设计与测试
【知识扫描2】组合逻辑电路设计方法 2 组合逻辑电路设计案例 【例1-17】试用 74LS00和74LS86设计半加器电路和全加器电 路，功能真值表如下表所示。
(11100101.11101011)2 = ( ? )8 0 111111000010110.111101110111010 11 0
补0 345
7
2 补6 0
(11100101.11101011)2 = (345.726)8
八进制→二进制
每位八进制数用三位二进制数代替， 再按原顺序排列。
(745.361)8 = (111100101.011110001)2
特点:
相邻项或对称项只有一位不同
1-2-2 门电路构成的组合逻辑电路的设计与测试 任务1-2 两位加法器电路的设计与测试
【知识扫描2】组合逻辑电路设计方法 1 组合逻辑电路设计步骤
（1）根据实际问题进行逻辑抽象（逻辑假设）； （2）确定输入变量、输出变量之间的逻辑关系，
列出真值表； （3）根据真值表，确定逻辑函数表达式； （4）根据器件要求，变换逻辑函数表达式； （5）画出逻辑电路图； （6）电路装接与调试； （7）电路逻辑功能检测； （7）设计文档的撰写。
例如(3例BE如.C(44)3167.=253)×8 =146×2 +8121+×31×618+1 +147×1860 0++21×2×8-11+6-51×+ 48×-2 16-2 = 7=682+561+762+4 +147++00.7.255++00.0.01758612255
《数字电子技术基础》(第四版)
CPLD（复杂可编程逻辑器件）是一种基于乘积项的可编程逻辑器件，具有简单的结构和较快 的处理速度。它采用与或阵列（AND-OR Array）来实现逻辑功能，适用于中小规模的数字 电路设计。
FPGA与CPLD比较
FPGA和CPLD在结构、性能和适用场景上有所不同。FPGA具有更高的逻辑密度和更灵活 的可编程性，适用于大规模的数字电路设计和复杂的算法实现；而CPLD则具有更简单的 结构和更快的处理速度，适用于中小规模的数字电路设计和控制应用。
容量和提高存取速度
应用实例
如计算机的内存条就是采用RAM 存储器进行扩展的；而一些嵌入 式系统中则采用ROM存储器来
存储固件和程序代码等
发展趋势
随着科技的不断发展，存储器的 容量不断增大，存取速度不断提 高，功耗不断降低，未来存储器 将更加智能化、高效化和绿色化
05 可编程逻辑器件与EDA技 术
PLD可编程逻辑器件概述
要点一
PLD定义与分类
可编程逻辑器件（PLD）是一种通用集 成电路，用户可以通过编程来配置其逻 辑功能。根据结构和功能的不同，PLD 可分为PAL、GAL、CPLD、FPGA等类 型。
要点二
PLD基本结构
PLD的基本结构包括可编程逻辑单元 、可编程互连资源和可编程I/O单元 等。其中，可编程逻辑单元是实现逻 辑功能的基本单元，可编程互连资源 用于实现逻辑单元之间的连接，可编 程I/O单元则负责与外部电路的连接 。
逻辑代数法
利用逻辑代数化简和变换电路 表达式
图形化简法
利用卡诺图化简电路
பைடு நூலகம்
状态转换表
列出电路的状态转换过程，便 于分析和理解电路功能
状态转换图
以图形方式表示电路的状态转 换过程，直观易懂
简单加减计算电路
简单加减计算电路简单加/减运算电路1 设计主要内容及要求1.1 设计⽬的：（1）掌握1位⼗进制数加法运算电路的构成、原理与设计⽅法；（2）熟悉QuartusII的仿真⽅法。
1.2 基本要求:（1）实现⼆进制数的加/减法；（2）设计加数寄存器A和被加数寄存器B单元；（3）实现4bit⼆进制码加法的BCD调整；（4）根据输⼊的4bitBCD编码⾃动判断是加数还是被加数。
1.3 发挥部分:（1）拓展2位⼗进制数（2）MC存储运算中间值；（3）结果存储队列；（4）其他。
2 设计过程及论⽂的基本要求2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个⽅向：（2）符合设计要求的报告⼀份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各⼀份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告⼀起上交；报告的电⼦档需全班统⼀存盘上交。
2.2 课程设计论⽂的基本要求（1）参照毕业设计论⽂规范打印，⽂字中的⼩图需打印。
项⽬齐全、不许涂改，不少于3000字。
图纸为A3，附录中的⼤图可以⼿绘，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：封⾯、任务书、成绩评审意见表、中⽂摘要、关键词、⽬录、正⽂（设计题⽬、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、⼯作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、⼩结、参考⽂献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
摘要当今的社会是信息化的社会，也是数字化的社会，各种数字化的电器与设备越来越普及，⼈们的⼤部分⽣活都依赖于这些数字化的设备。
⽽随着科技的发达，这些数字设备的功能越来越强⼤，程序越来越复杂。
但是我们都知道各种复杂的运算都是从简单的加减运算衍⽣出来的。
经过半学期的数字电⼦技术基础的学习，我们对数字电⼦技术的理论知识有了⼀定的了解。
在这个时刻，将理论结合实际的欲望，便显得更加迫切，⽽此时的课设安排正好可以帮助我们将理论结合实际，将梦想变成现实。
本次的简单运算电路是基于QuartusⅡ仿真软件⽽设计的，⽽每⼀个仿真软件都有它⾃⼰的特⾊与优缺点。
数字逻辑电路课程课程设计--简易加减计算器
摘要本次课程设计的任务是设计一个具有加减运算功能的简易计算器，并通过合适的方式来显示最后的计算结果。
此次设计电路的完成主要是利用简单的数字电路和电路逻辑运算来进行的。
简易加减计算器电路主要是对数据的输入与显示，数据的加减运算，数据的输出与显示三个主要的方面来设计研究完成的。
在输入电路的部分，我们通过开关的闭合与断开来实现数据的输入，开关闭合接入高电平“1”，断开接入低电平“0”。
而输入的数据将通过显示译码管以十进制的形式显示出来。
由于输入二进制的位数较多，我们采用个位十位分别输入的方式来简化电路。
加减运算电路则主要通过加法器来实现的。
设计电路时，我们将个位和个位、十位和十位分别接入一片加法器。
在进行加法运算时我们所选择的加法器是完全符合要求的，但是在进行减法运算时加法器就不能满足我们的设计要求了。
因此我们将减法转换为加法进行运算，运算时采用补码的形式。
在进行减法时通过异或门将减数的原码全部转换为补码，输入加法器中进行相加。
最后将进位信号加到十位的运算电路上就实现了加减法的运算电路。
在显示电路中，由加法器输出的数据是二进制码。
这些码可能表示超过十的数字，所以显示译码管就不能正确的显示出数字了。
此时要将二进制转化成BCD码，再将BCD 码送到显示译码管中就可以将计算所得的数字显示出来了。
概述1.1设计题目：简易加减计算器1.2设计任务和要求：1）用于两位以下十进制数的加减运算。
2）以合适的方式显示输入数据及计算结果。
1.3设计方案比较：方案一：输入十进制的数字，再通过编码器对十进制的数字进行编码，输出二进制的数据。
运用显示译码器对输入的数字以十进制的形式进行显示。
在进行加减计算的时候将二进制数字运用数模转换，然后再进行相加减。
然后将这些模拟信号再次转换成数字信号转换成数字信号，再将数字信号输入到显示译码管中来显示数剧。
这个方案中要进行数模转换和模数转换所需要的电路器件有些复杂，并且转换的时候需要很长的时间，而且转换以后数值的精度不高。
加法器ppt课件
A
0 0 1 1
B
0 1 0 1
S
0 1 1 0
C
0 0 0 1
思考：如何在只能用与非门的情况下做出半加器？
三丶全加器
全加器的特点：全加器与半加器的不同是它的求和运算考虑了低位
来的进位信号的影响。它能进行加数（A）、被加数（B）和低位的 进位（Cn-1）相加，并根据求和（S）结果给出该位的进位（Cn）信 号。
பைடு நூலகம்
思考：如何用两个半加器构成一个一位全加器？
A
0 0
B
0 0
Cn-1
S
0 1
Cn
0 0
ABCn - 1
0 1
0
0 1 1
1
1 0 0
0
1 0 1
1
0 1 0
0
1 0 1
ABCn - 1
ABCn - 1 ABCn -1
ABCn - 1
ABCn - 1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
AB Cn - 1
Si Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1
Ci1(Ai Bi ) Ci1(Ai Bi )
Ai Bi Ci1
Ci Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1
Ai Bi Bi Ci-1 Ai Ci-1
S = Cn-1 (A B) C n = AnBn+Cn-1(An Bn) = AnBn Cn-1(An Bn)
加法器
工学院应用电子05班罗坤
一丶知识回顾
• 逻辑函数的三种基本运算
数字电子技术项目1简单加法器电路设计与测试.ppt
4 1111
（偶数个1）
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
项目1 简单加法器电路设计与测试
【知识扫描2】逻辑函数描述方法
逻辑函数描述的是输出变量和输入变量之间的因果关系
逻辑函数有5种表示形式：真值表、逻辑表达式、卡诺图、
逻辑图和波形图。只要知道其中一种表示形式，就可转换
为其它几种表示形式。
A B
=1 Y A B
Y
图1.10 异或门逻辑符号
表1.6 异或逻辑真值表 输入 输出
A
BY
0
00
0
11
1
01
1
10
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
项目1 简单加法器电路设计与测试
异或运算的性质
1. 交换律：
2. 结合律： 4. 3.分配律：
AB B A
【工（偶数作个1）任务1-1-2】复合门电路逻辑功能仿真测试
思考：
1 总结复合门电路与非门、或非门、异或门、与或非门逻辑功能并
写出其逻辑表达式、逻辑符号、真值表。
2 写出与非门、或非门、异或门、与或非门集成门电路的型号。
3 若在74LS86后加入非门电路，则其逻辑功能怎样？列出功能
真值表、写出逻辑表达式。
10
或非逻辑规律服从有“1”出“0”全“0”出“1”
或非运算用或非门电 路来实现，如图1.8所 示。
A B
1
Y
A B
Y
图1.8 或门逻辑符号
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
3.与或非运算
项目1 简单加法器电路设计与测试
与或非运算是“先与后或再非”三种运算的组合。以四
数字电子课程设计加法器设计
前言当今，电子技术飞速发展，近年来出现了许多新的数字器件和电路的分析设计方法，尤其是中大规模集成电路的发展和应用更是迅速。
比如可编程逻辑器件出现时间虽然不长，但已在各个领域得到广泛应用。
如今，数字电路与技术已广泛应用于计算机、自动化装置、医疗仪器与设备、交通、电信、文娱活动等几乎所有的生产生活领域中，可以毫不夸张地说，几乎每人每天都在与数字技术打交道。
所有这些，给数字电子技术课程提出了更高的要求，需要有新的内容、方法和手段与之相适应。
“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习电子技术的综合性训练，该训练通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成。
学生通过动脑、动手解决若干个实际问题，巩固和运用在“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理与应用”等课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验技能，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。
我们的设计题目是《八位二进制加法器》，技术指标：八位二进制加数与被加数的输入；三位十进制加数与被加数的输入；三位译码管显示。
在图书馆查找资料却不能令人满意，所以我们的参考资料主要是数字电子技术课程的教材，教材中几乎包括了本次课程设计的所有内容。
另外还有一些资料来自网络。
经过分析和讨论，我们拟定了设计框架,总体电路划分为三个模块：转换模块，运算模块以及译码显示模块。
本次课设从接到题目、整理思路到讨论研究、设计电路，最后运用Multisim仿真实现设计，集合了小组全体同学的智慧和努力，以及老师的专业指导和同学们的无私帮助，限于设计水平有限，时间仓促及作者水平有限，设计中难免有欠妥之处或冗余以及错误，恳请老师及同学批评指正。
目录前言 (1)题目 (4)摘要 (4)关键字 (4)软件 (4)设计要求 (4)一、系统概述 (5)总体设计思路 (5)1.基本原理 (5)2.系统流程框图 (5)二、方案论证与比较 (5)三、单元模块介绍 (8)（一）转换模块 (8)（二）运算模块 (15)（三）译码显示模块 (18)四、系统综述、总体电路图 (21)结束语 (24)参考文献 (24)鸣谢 (24)元器件明细表 (25)收获与体会 (26)评语……………………………………………8位二进制加法器摘要本交课程设计题目是《八位二进制加法器》，技术指标与要求：八位二进制加数与被加数的输入；三位译码管显示；三位十进制加数与被加数的输入。
数字电子技术项目1简单加法器电路设计与测试
1. 三态输出门的结构及工作原理 呈门现称高为阻使。能所端以低称电这平种有状效态的为三高态阻门。 态。
+VCC
Rb1
Rc2 Vc2 1
Rc4
3
T2 4
A
&
B
L
EN
1
△ △
3
A
31
2T2
D L
B
T1 D1
3
1
2T 3
p
Re2
1 EN
G （a）
（b）
A
&
B
L
EN
（c）
（a） 电路图 （b）EN=0有效的逻辑符号 （c）EN=1有效的逻辑符号 图2算，通过逻辑变换可转换为与或非运算
2. 实现电平转换
在数字系统的接口部分（与外部设备相联接 的地方）需要有电平转换的时候，常用OC 门来完成。如图2-10所示。 把上拉电阻接到10V电源上，这样在OC门 输入普通的TTL电平，而输出高电平就可以 变为10V。
图1-39 实现电平转换
数字电子技术
项目1 简单加法器电路设计与测试
项目1 简单加法器电路设计与测试
任务1-1 门电路逻辑功能测试
1.1.1 与、或、非基本门电路逻辑功能测试 1.1.2 复合门电路逻辑功能仿真测试 1.1.3 TTL和CMOS特殊门电路逻辑功能测试
(2课时) (4课时) （4课时）
任务1-2 两位加法器电路的设计与测试
1-2-1 门电路构成的组合逻辑电路功能测试 1-2-2 门电路构成的组合逻辑电路的设计与测试 1-2-3 两位加法器电路的设计与测试
（6课时） （6课时） （2课时）
1-1-3 TTL和CMOS特殊门电路逻辑功能测试 项目1 简单加法器电路设计与测试
数字电子技术实验指导书(答案)课件
输入
输出
引脚1 L L H H
引脚2 L H L H
引脚3 L H H L
表1.3 74LS86真值表
PPT学习交流
6
二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性
(一)、实验目的
•
１.掌握TTL、HCT和 HC器件的传输特性。
•
２.掌握万用表的使用方法。
(二)、实验所用器件
•
１.六反相器７４ＬＳ０４片
（二）简单逻辑电路设计 根据题目要求，利用EDA工具MAX-PlusII
的原理图输入法，输入设计的电路图；建立 相应仿真波形文件，并进行波形仿真，记录 波形和输入与输出的时延差；分析设计电路 的正确性。
PPT学习交流
17
1. 设计一个2-4译码器
2-4译码器功能表如下
输入
输出
E
A1 A2 Q0
Q1
图表示一条主干公路 （东一面）与一条二级道路 的交叉点。车辆探测器沿着 A、B、C和D线放置。当没有 发现车辆时，这些敏感组件 的输出为低电平‘0”。当发 现有车辆时，输出为高电平 “1”。交叉口通行灯根据下 列逻辑关系控制:
PPT学习交流
22
交叉口通行灯逻辑问题的实现
（a）东一西灯任何时候都是绿的条件 （1）C和D线均被占用； （2）没有发现车辆； （3）当A、B线没同的占用时，C或D任一条线被占用；
从实验台上的时钟脉冲输出端口选择两个 不同频率（约 7khz和 14khz）的脉冲信号分别加 到Ｘ0和Ｘ1端。对应 Ｂ和 Ｓ 端数字信号的所有 可能组合，观察并画出输出端的波形，并由此得出 Ｓ和Ｂ（及/Ｂ）的功能。
选通选择线
SB B
X0 数据输入
数据输出
数字逻辑课件——加法器
综上所述，接法如图3-3-23(b)所示。与方法1比 较，多用了一个与非门，却省去两个“四选一” 选择器。“选择输入”端A1，A0，可接C，D， 也可接A，B或A，C或B，D或A，D或B，C， 相应的卡诺图略加变动，所得的D0，D1， D2， D3的表达式各不相同。经过各种方案的比较， 可得最佳的简化结构。
例3-6 用74153实现逻辑函数Z F (A, B) m(1, 3)
解：由最小项表达式得该函数的真值表，如表 3-3-12所示，用半片74153即可实现该逻辑函数， 接法如图3-3-20。
输入变量A，B分别送选择输入端A1，A0选通输 入，ST 应接0，数据输入D0，D1，D2，D3根据 真值表分别接0，1，0，1。这样，74153的输 出端Y 即逻辑函数Z。
逻辑图可以看出，数据输出Y 的逻辑表达 式为
Y ST[D0 ( A1 A0 ) D1( A1 A0 ) D2 ( A1 A0 ) D3 ( A1 A0 )]
即当选通输入 ST 0 时，若将选择输入A1，
A0分别为00，01，10，11则相应地把D0，D1，
D2，D3送到数据输出端Y去， 当
图3-3-21 例3-7图
25
①B当C BC =00时，Z = D0 ；由卡诺图可见，Z 此时 不②不A管管当01 AAB0000等 等C 于 于=01110001或 或时111011，， ，Z1ZZ001 =都都D等等1 于于；01由，，卡因因B0C 诺此此图以以S可AAT0110 输 输见D012入 入，7DY411DD此53D012。 。时D3
从图3-3-22可以发现，下层的片0和片3， 输出分别恒为0和1，故可省去片0和片3， 同时，片4的D0和D3分别改接0和1。因此， 在用74153实现逻辑函数时，必须根据具 体情况考虑简化结构的可能性。
数字电路加法运算电路
1 设计任务描述1.1设计题目：加法运算电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 掌握1位十进制加法运算电路的构成，原理和设计原理；(2)熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求(1) 设计键盘以及编码电路；(2) 设计加数寄存器A和被加数寄存器B单元；(3) 实现4bit二进制码加法的BCD调整；(3) 用数码管以十进制形式显示最后运算结果。
1.2.3 发挥部分(1) 拓展十进制减法；(2) MR存储运算中间值；(3)其他。
2 设计思路根据此次课程设计的要求，我设计的简单计算器包括两大部分：加法计算部分，减法计算部分。
其中加法计算部分由五个部分组成，键盘及编码电路、加数寄存器A和被加数寄存器B、加法运算电路、4bit二进制码加法的BCD调整和译码显示器。
减法计算部分和加法计算部分共用同一个键盘，其他部分由反相器，求补逻辑电路以及相应的译码显示器组成。
其中有几个难点：如何实现2位十进制和怎样利用寄存器把数据传输到加法器中。
因为经键盘及编码器输出的是2进制数，那么寄存器接受并输出的数据也是2进制数，所以加法器输出的数据应是8421BCD码，使显示装置最终显示十进制数。
因为1位十进制数的8421BCD码与二进制数表现形式相同，但2位十进制数的8421BCD码与二进制数不同，所以我设计的加法运算装置是由两个74S283N芯片来实现2位十进制数的输出。
原理是让第二个芯片的一个输入端接第一个芯片的输出端，另一个输入端进行对第一个芯片的运算结果进行判断，大于等于10时输入6即2进制数的0110，反之输入0。
输出结果即为2位十进制数的8421BCD码。
寄存器的设计是由一个74LS374N芯片和两个74S194N芯片组成的，其中两个74S194N芯片并联后与74LS374N芯片串联。
74LS374N芯片的脉冲由键盘的数字键提供，使得按下数字键后该寄存器就存储输入的数字，并通过译码显示器显示。
两个74S194N芯片的脉冲分别由键盘的+号和=号提供，分别存储加数与被加数并输入到第一个74S283N芯片中运算。
数字电子技术加减法运算电路设计课程设计报告
《数字电子技术》课程设计加/减法运算电路设计**大学信息科学与技术学院电子信息工程系****级****年*月*日加/减法运算电路设计一、系统设计任务及要求内容及要求：1）测量信号为正弦波、方波和三角波等各种周期波。
2）用触发器设计分频电路和工作时序图。
3）设计由触发器构成的数字频率计电路原理图。
二、系统设计目的利用所学数字电子技术的理论知识设计一个数字频率计，可以测量矩形信号、正弦信号等波形的工作频率。
三、系统设计实现1．系统概述分析：和（0111），第一步：置入两个四位二进制数（要求置入的数小于1010），如（1001）2同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7；第二步：通过开关选择运算方式加或者减；第三步：若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步：前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
2．单元电路详细设计与分析实验电路：编码器单元电路：在该方案中，编码器采用二——十进制编码器，将输入的十进制数值译为对应的ＢＣＤ码的反码，反码取反后送到加法运算电路中。
加减运算电路：加减运算电路主要采用由７４ＬＳ１８３（双全加器）组成的四位串行加法，电路采用个位和个位相加，十位和十位相加的形式，在个位相加所得结果大于９的二进制数时，用组合逻辑电路产生进位信号，但是由于用二进制数表示的个位相加的和不大于十五，这样，在和为１６—１８时，由刚才的组合逻辑电路就不能产生进位信号，但是这是四位串行加法器恰可以产生进位信号，所以，若将上述组合逻辑电路产生的进位信号和四位串行加法器产生的进位信号做或运算，变可以得到满足设计要求的进位信号。
当和大于９时，怎样得到正确的计算结果呢？由于十进制是到十时产生进位信号，而四位二进制是到十六时才产生进位信号，因此，我们可将串行加法器得到的大于９的二进制数再加上０１１０（六）后，这样我们就可以得到正确的运算结果。
加法器电路原理
加法器电路原理
加法器电路是一种基本的数字电路，用来实现两个二进制数的相加运算。
它通常由逻辑门构成，包括与门、或门和异或门。
下面我们将详细介绍加法器电路的原理。
加法器电路通常分为半加器和全加器两种。
半加器用于实现两个1位二进制数的相加操作，全加器用于实现两个1位二进制数和进位位的相加操作。
半加器电路由两个输入端和两个输出端组成。
输入端分别接收两个待相加的二进制数的对应位，输出端则输出相加的结果和进位。
半加器的实现可以通过一个异或门和一个与门来实现。
异或门的输出为相加结果，与门的输出为进位。
全加器电路由三个输入端和两个输出端组成。
输入端分别接收两个待相加的二进制数的对应位和进位位，输出端则输出相加的结果和进位。
全加器的实现可以通过两个异或门、两个与门和一个或门来实现。
其中，两个异或门的输出作为相加结果，两个与门的输出作为进位的一部分，或门的输出作为进位的另一部分。
通过逐位连接多个半加器或全加器，可以实现多位二进制数的相加操作。
需要注意的是，在相加时，每位的进位需要连接到下一位的进位输入端。
加法器电路是数字电路中常用的基本电路之一，广泛应用于计
算机和其他数字系统中。
它能够高效地实现二进制数的相加运算，为数字系统的设计和运算提供了基础支持。
逻辑电路的设计加法器PPT课件
请同学们思考以下两个问题:
1、各位上的运算有何不同之处？
2、只考虑某一位数相加，用逻辑电路实现，分别有几个 输入端和输出端？
——加法器
加法器
加法运算的基本规则：
（1）逢二进一。 （2）最低位是两个数最低位的叠加，不需
考虑进位。 （3）其余各位都是三个数相加，包括加数
例2：利用四位全加器实现四位全减器。
两个多位数相减，可以用补码相加来实现。
A-B=A+B补=A+B反+1
差
A4A3A2A1 N4N3N2N1
借位 1
S4
S3
S2
C4
S1 C0
A4A3A2A1 N4N3N2N1 1 “1”
A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1
被减数
1 1 11
• 由于4位二进制数相加是逢十六进一，而 8421码相加是逢十进一，用4位全加器构成 8421码加法器时，必须解决“逢十六进一 变成逢十进一”的问题。
“逢十六进一变成逢十进一”
6+7=13
加
6修正
非法码
8+9=17
加6
需要加6修正情况：①：和在10—15之间，② ：有进位Co。
•BCD（8421）码加法器电路设计
Bn
Cn
Cn-1
F3
F2
F1
F0
加法器
C3
C0
B3 A3 B2 A2
B1 A1 B0 A0
74LS83
加法器（5）
多位加法器
串行进位加法器 并行进位加法器
例：四位串行进位加法器
数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
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10
或非逻辑规律服从有“1”出“0”全“0”出“1”
或非运算用或非门电 路来实现，如图1.8所 示。
A B
1
Y
A B
Y
图1.8 或门逻辑符号
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
3.与或非运算
项目1 简单加法器电路设计与测试
与或非运算是“先与后或再非”三种运算的组合。以四
1、真值表
真值表：是由变量的所有可能取值组合及其
对应的函数值所构成的表格。
AB
F
真值表列写方法：每一个变量均有0、1两种
取值，n个变量共有2n种不同的取值，将这2n
00
0
种不同的取值按顺序（一般按二进制递增规
01
1
律）排列起来，同时在相应位置上填入函数 的值，便可得到逻辑函数的真值表。
10
1
11
0
例如：当A、B取值相同时，函数值为0；否
A=0、B=1时函数F的值为1，则对应的与项为AB）以后相加，即得到函数
的与或表达式。
AB
F
00
0
01
1
10
1
11
0
F AB AB
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描2】逻辑函数描述方法
项目1 简单加法器电路设计与测试
3、逻辑图 逻辑图：是由表示逻辑 运算的逻辑符号所构成的图 形。
【工（偶数作个1）任务1-1-2】复合门电路逻辑功能仿真测试
思考：
1 总结复合门电路与非门、或非门、异或门、与或非门逻辑功能并
写出其逻辑表达式、逻辑符号、真值表。
2 写出与非门、或非门、异或门、与或非门集成门电路的型号。
3 若在74LS86后加入非门电路，则其逻辑功能怎样？列出功能
真值表、写出逻辑表达式。
则，函数取值为1。
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描2】逻辑函数描述方法
项目1 简单加法器电路设计与测试
2、逻辑表达式
逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式 子。
标准与或表达式列写方法：将那些使函数值为1的各个状态表示成全部 变量（值为1的表示成原变量，值为0的表示成反变量）的与项（例如
项目1 简单加法器电路设计与测试
5. 同或运算
其布尔表达式为
F A⊙B AB AB A B
符号“⊙”表示同或运算，即两个输入变量值相同时Y=1，即 相同为“1”不同为“0” 。同或运算用同或门电路来实现， 它等价于异或门输出加非门。
其真值表如表1.7所示
其门电路的逻辑符号如图1.11所示
变量为例，逻辑表达式为：
F AB CD
上式说明：当输入变量A、B 同时为1或C、D同时为1时， 输出Y才等于0。与或非运算 是先或运算后非运算的组合。 在工程应用中，与或非运算由 与或非门电路来实现，其真值 表同学自己列出，逻辑符号如 图1.9所示
A B
Y
C D
A B C
＆ 1
YDຫໍສະໝຸດ 图1.9 与或非门逻辑符号
A B
=1 Y A B
Y
图1.10 异或门逻辑符号
表1.6 异或逻辑真值表 输入 输出
A
BY
0
00
0
11
1
01
1
10
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
项目1 简单加法器电路设计与测试
异或运算的性质
1. 交换律：
2. 结合律： 4. 3.分配律：
AB B A
F＝ＡＢ＋ＢＣ
4、波形图 波形图：是由输入变量的所有 可能取值组合的高、低电平及其对 应的输出函数值的高、低电平所构 成的图形。
F＝ＡＢ＋ＢＣ
A B
& ＡＢ ≥1 ＡＢ＋ＢＣ
Ａ ００ ００ １１１ １０ ００ １１ ００１ １０
B
&
Ｂ
F
０１ ０１ ０１０ １０
C
Ｃ ００ ０１ ００１ １０
ＢＣ
F
THE END
1-2-1 门电路构成的组合逻辑电路功能测试 1-2-2 门电路构成的组合逻辑电路的设计与测试 1-2-3 两位加法器电路的设计与测试
（6课时） （6课时） （2课时）
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描】逻辑代数中的复合运算
项目1 简单加法器电路设计与测试
前面介绍的三种基本逻辑运算，除此之外，还有下面的由基本逻 辑运算组合出来的逻辑运算。
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
4. 异或运算
其布尔表达式（逻辑函数式）为
项目1 简单加法器电路设计与测试
F A B AB AB
符号“⊕”表示异或运算，即两个输入逻辑变量取值不同时Y=1， 即不同为“1”相同为“0”，异或运算用异或门电路来实现
其真值表如表1.6所示 其门电路的逻辑符号如图1.10所示
4 1111
（偶数个1）
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
项目1 简单加法器电路设计与测试
【知识扫描2】逻辑函数描述方法
逻辑函数描述的是输出变量和输入变量之间的因果关系
逻辑函数有5种表示形式：真值表、逻辑表达式、卡诺图、
逻辑图和波形图。只要知道其中一种表示形式，就可转换
为其它几种表示形式。
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
2. 或非（NOR）运算
或非运算是先或运算后非运算 的组合。以二变量A、B为例，布尔 代数表达式为：
Y AB
其真值表如表1.5所示
项目1 简单加法器电路设计与测试
表1.5 或非逻辑真值表 输入 输出
A
BY
0
01
0
10
1
00
1
1. 与非（NAND）逻辑运算
与非运算是先与运算后非运算的组合。 以二变量为例，布尔代数表达式为：
Y A B 或Y AB
其真值表如表1.4所示
表1.4 与非逻辑真值表 输入 输出
A
BY
0
01
0
11
1
01
1
10
其逻辑规律服从“有0出1， A
全1才出0”
B
＆
Y
A B
Y
图1.7 与非门逻辑符号
A (B C) (A B) C
A(B C) AB AC
推论：当n个变量做异或运算
时，若有偶数个变量取“1” 时，则函数为“0”；若奇数 个变量取1时，则函数为1.
A A1 A1 A
A A0 A0 A
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
4. 与非（NAND）逻辑运算
与非运算是先与运算后非运算的组合。 以二变量为例，布尔代数表达式为：
Y AB
其真值表如表1.4所示
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
【知识扫描1】逻辑代数中的复合运算
项目1 简单加法器电路设计与测试
上面介绍的“与”、“或”、“非”三种逻辑运算是数字电路 中最基本的逻辑运算，由这些基本的运算可以组成各种复杂的 逻辑运算。
A B
= YA B
Y
图1.11 同或门逻辑符号
表1.7 同或逻辑真值表 输入 输出
A
BY
0
01
0
10
1
00
1
11
1-1-2 复合门电路逻辑功能测试
项目1 简单加法器电路设计与测试
【器件认知】复合门电路的逻辑符号和集成电路管脚排列
14 -1-2 复合门电路逻辑功能测试
项目1 简单加法器电路设计与测试
数字电子技术
项目1 简单加法器电路设计与测试
项目1 简单加法器电路设计与测试
任务1-1 门电路逻辑功能测试
1.1.1 与、或、非基本门电路逻辑功能测试 1.1.2 复合门电路逻辑功能仿真测试 1.1.3 TTL和CMOS特殊门电路逻辑功能测试
(2课时) (4课时) （4课时）
任务1-2 两位加法器电路的设计与测试