一位全加器

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华东交通大学理工学院

课程设计报告书

所属课程名称计算机组成原理

题目一位全加器的设计

分院电信分院

专业班级 15计算机科学与技术3班

学号20150210440313

学生姓名张子辰

指导教师王莉

2016 年 12 月 19 日

课程设计（论文）评阅意见

评阅人 王莉 职称 讲师

2016年12月19日

序号 项 目 等 级

优秀 良好 中等 及格 不及格 1 课程设计态度评价 2 出勤情况评价 3 任务难度评价 4 工作量饱满评价 5 任务难度评价 6 设计中创新性评价 7 论文书写规范化评价 8

综合应用能力评价

综合评定等级

目录

引言 (2)

一.全加器的介绍 (2)

1.1 全加器的基本概念 (2)

1.2全加器仿真设计分析 (3)

1.3 全加器的原理 (3)

二.课程设计目的 (3)

三.不同方法的一位全加器设计 (4)

3.1用逻辑门设计全加器 (4)

3.2 用74LS38译码器设计全加器 (6)

3.3用74LS153D数据选择器设计全加器 (8)

四.观测仿真电路 (10)

4.1逻辑门仿真电路的分析 (10)

4.2 74LS138译码器仿真电路的分析 (12)

4.3 74LS153D数据选择器仿真电路的分析 (13)

五.两位全加器的实现 (15)

5.1.原理 (15)

5.2创建电路 (18)

5.3 仿真电路的输出信号分析 (19)

六.收获与心得 (19)

参考文献 (20)

一位全加器的设计

引言

MAX+PLUS II是一个专门用于电路设计与仿真的工具软件。它以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，迅速被推广应用。MAX+PLUS II仿真软件能将电路原理图的创建、电路的仿真分析及结果输出都集成在一起，并具有绘制电路图所需的元器件及其仿真测试的仪器，可以完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程，从而为电子系统的设计、电子产品的开发和电子系统工程提供一种全新的手段和便捷的方法。

数字系统的基本任务之一就是进行算术运算。而常见的加、减、乘、除等运算均可以利用加法运算来实现。所以，加法器就成为数字系统中最基本的运算单元，可广泛用于构成其它逻辑电路。

一.全加器的介绍

1.1 全加器的基本概念

加法器是一种常见的组合逻辑部件，有半加器和全加器之分。半加器是只考虑两个加数本身，而不考虑来自低位进位的逻辑电路，就是两个相加数最低位的加法运算。全加器不仅考虑两个一位二进制数相加，还要考虑与低位进位数相加的运算电路。两个数相加时，除最低位之外的其余各位均是全加运算

电路。

1.2全加器仿真设计分析

全加器是属于数字电子技术中的组合逻辑电路，其功能设计可以根据组合逻辑电路的设计方法来完成。通常有确定输入输出变量的个数和状态、列真值表、卡诺图化简出逻辑表达式、选择器件画出逻辑图。现在使用MAX+PLUS II仿真软件，在组合电路分析设计时，将逻辑关系5种表达方式中的真值表、逻辑表达式、逻辑图任意一种写入软件内，就可以很方便地完成功能分析和设计。

1.3 全加器的原理

用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一个全加器。全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。

二.课程设计目的

巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。通过课程设计更清楚地理解下列基本概念：

1.计算机中全加器的设计；

2.全加器的工作原理；

3.基本与非门的工作原理；

4.74系列芯片的组成和工作过程；

5. MAX+PLUS II软件的工作原理。

在此基础上学会和锻炼以下能力：

1.掌握全加器的组成、工作原理、时序图。

2.掌握产生求和结果的逻辑表达式。

3.掌握逻辑电路图的设计思路。

4.熟练运用MAX+PLUS II软件进行电路的仿真。

三.不同方法的一位全加器设计

3.1用逻辑门设计全加器

1)原理

当两个多位二进制数相加时，半加器只能用于最低有效位的加法。对于其他高位有效位，相加的数字是三个而不是两个，这是因为要考虑来自低位的进位位。这种运算称为全加，能实现全加运算的电路为全加器。

两个一位二进制的加法运算的真值表如表所示。

输入输出

A i

B i C1 i

C i S

i

0 0 0 0 0

0 0 1 0 1

0 1 0 0 1

0 1 1 1 0

1 0 0 0 1

1 0 1 1 0

1 1 0 1 0 1

1

1

1

1

表（1）全加器的真值表

由真值表得卡若图：

本位向高位产生的进位（1+i C ）的卡若图：

i A i B i C

表（2） 相加的和（i S ）的卡若图：

i A i B i C

表（3）

有卡若图得输出函数表达式：

1

+i C =（i

A ⊕i

B ）i

C +i

A i

B

i

S =i

A ⊕i

B ⊕i

C

其中，i A 、i B 分别为加数和被加数；i C 为低位向本位产生的进位；i S 为相加的和；1+i C 为本位向高位产生的进位。

2）创建电路

0 0

1 0 0

1

1

1

0 1

0 1 1

1

00

01 11

10

1

00

01 11

10

1