课程设计报告 补码变换器
(完整word版)电力电子课程设计Boost变换器
电力电子技术课程设计班级学号姓名目录一．课程设计题目 (2)二．课程设计内容 (2)三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形) .. 2 四．电路的设计过程 (3)五．各参数的计算 (3)六．仿真模型的建立，仿真参数的设置 (3)七．进行仿真实验，列举仿真结果 (4)八．对仿真结果的分析 (6)九．结论 (7)十．课程设计参考书 (7)一．课程设计题目Boost变换器研究二．课程设计内容1．主电路方案确定2．绘制电路原理图、分析理论波形3．器件额定参数的计算4．建立仿真模型并进行仿真实验6．电路性能分析输出波形、器件上波形、参数的变化、谐波分析、故障分析等三．所设计电路的工作原理(包括电路原理图、理论波形 )分析升压斩波电路的工作原理时，首先假设电路中电感 L 值很大，电容 C 值也很大。
当可控开关V 处于通态时，电源E 向电感L 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C 上的电压向负载R供电。
因C 值很大，基本保持输出电压u?为恒值，记为 U O。
设 V 处于通态的时间为ton ,此阶段电感L上积累的能量为EI1ton 。
当V处于断态时E和 L共同向电容 C 充电并向负载 R提供能量。
设 V 处于断态的时间为toff ,则在此期间电感 L 释放的能量为UEI1toff 。
当电路工作于稳态时，一个周期 T 中电感 L 积蓄的能量与释放的能量相等，即EI1tonUE I1toff化简得ton toff TU 0 Et off t off升压斩波电路原理及工作波形四．电路的设计过程1.直流电压源参数设置：直流电源电压为100V2.电容、电感、电阻参数设置：C 0.7 10 4 F , L 10mH , R 103.脉冲发生器模块的参数设置：振幅设置为 1V ，周期为 0.001s（即频率为500HZ），脉冲宽度为 20%五．各参数的计算1.占空比的计算占空比为 0.22.输出平均电压U 01E 125V 1六．仿真模型的建立，仿真参数的设置启动 MATLAB7.0 ，进入 simulink 后新建文档，绘制直流升压斩波变换电路模型图，双击各模块，再出现的对话框里设置各参数。
补码变换器实验报告
数字系统设计实验报告一、实验目的1、了解HDPLD的结构、工作原理和编程技术。
2、掌握HDPLD的基本应用技术及综合电路的基本设计方法。
二、实验仪器PC机一台、MAX+PLUS II CPLD开发系统一套、CPLDEE-3型实验开发系统一套、CPLDDN-3型下载软件一套。
三、实验方案用HDPLD设计一个8位（不带符号位）负的二进制数的补码变换器。
负数的补码变换原则是其数值位按位取反且最后位加1，则该补码变换器的示意图如图1所示。
其中待变换的数是原码A（8位二进制数），变换后的补码是B（8位二进制数）。
S是外部对变换器的控制信号，当S=1时，送入数据有效，变换器开始对送入数据进行变换。
图1四、实验内容与步骤1、点击File菜单Project子菜单之Name项建立一个新的项目。
2、点击New按钮，选Text Editor项新建一个文本输入文件，输入补码变换器的VHDL程序，程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity bm isport(s:in std_logic;a:in std_logic_vector(7 downto 0);b:out std_logic_vector(7 downto 0));end bm;architecture behavior of bm issignal c:std_logic_vector(7 downto 0);beginprocessbeginif (s='1') thenc<=(not a)+1;elsif (s='0') thenc<="00000000";end if;end process;b<=c(7 downto 0);end behavior;3、点击File菜单Project子菜单之Save and Check项对程序进行编译。
变形补码加减法器电路设计
变形补码加减法器电路设计
变形补码是一种用来表示有符号整数的机器数表示方法，用于进行加减法运算。
下面是一个简单的变形补码加减法器电路设计的思路：
1. 把被加数和加数转化为变形补码形式。
2. 设计一个带进位输入和借位输出的全加器电路，用于实现加法操作。
3. 对于加法操作，将被加数和加数输入到全加器中，得到和值和进位值。
4. 对于减法操作，将被加数和加数的变形补码取反，然后输入到全加器中，得到和值和进位值。
5. 对于减法操作，如果进位值为0，说明没有借位，结果即为和值；如果进位值为1，说明有借位，需要对和值进行减1操作。
6. 将和值输出，作为加减法的结果。
需要注意的是，在实际电路设计中，需要考虑到多位数的情况，以及可能出现的进位和借位情况，用多个全加器按位进行计算，并进行进位和借位的传递。
此外，还需要考虑到电路的稳定性、延迟等因素，以确保电路能够正确执行加减法运算。
九位带符号位的补码变换器设计1
九位带符号位的补码变换器设计1设计要求：（1）根据题意写出算法流程图；（2）确定对应的ASM图；（3）根据算法选择合适的方案，确定元器件或者给出核心的程序描述，确定数据处理单元与控制单元的组成框图；（4）在给定的方案下编辑出合法的文本程序或者是图形描述；2方案当 as=0 时a表示一个正数补码=反码=原码；当 as=1时a表示一个负数补码=not（原码）+1 ；算法流程图如下：带符号位的9位补码变换器流程图 控制器ASM 图如下：补码变换器ASM 图 3程序记录：开 始WAIT DONE=1 START?As=1？（B7~B0）<-(A7~A0);Bs=AsLOAD( not(A7~A0) )（B7~B0）<-not(A7~A0)+1 ;Bs=AsNYNYA=0?N（B7~B0）<-not(A7~A0)+1 ;Bs=not(As)YWAIT DONE=1START?As=1？Clk=1 ，done=0Clk=1 , done=0 Clk=1 , done=0NYNYlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_signed.all;entity buma isport(clk,start:in std_logic;a:in std_logic_vector(8 downto 0);b:out std_logic_vector(8 downto 0);done:out std_logic ); end buma;architecture bm of buma is beginprocess(clk)variable x,y,z : std_logic_vector(8 downto 0); variable d : std_logic;beginif(clk ’event and clk='1') thenif start='1' thend:='0'; done<=not(start);for i in 0 to 8 loopx(i):=a(i);end loop;if x(8)='1' thenfor i in 0 to 7 loopy(i):= not x(i);end loop;y(8):=x(8);z:=y+1;elsez:=x;end if;b<=z;end if;done<=not(start);end if;end process;end bm;4程序仿真结果记录：5下载仿真结果器件选择：EP1K30QC208-1 时钟：183（clk实验一必须）试验箱：3型s as A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 d bs B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 28 29 30 31 38 39 40 41 44 45 46 47 53 54 55 56 141 142 143 1440 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1显然上表正确的验证了正、负数补码变换，并且涵盖了“-0“变换，使能start和工作状态done均正常显示。
定点补码一位乘法器的设计
沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：定点补码一位乘法器的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：84010101学号：2008040101002姓名：边爽指导教师：曹一鹏完成日期：2011年1月14日沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计思路 (2)1.3设计环境 (4)第2章详细设计方案 (5)2.1顶层方案图的设计与实现 (5)2.1.1创建顶层图形设计文件 (5)2.1.2器件的选择与引脚锁定 (6)2.1.3编译、综合、适配 (7)2.2功能模块的设计与实现 (7)2.2.1 取补模块的设计与实现 (7)2.2.2选择器模块的设计与实现 (9)2.2.3 乘数补码移位寄存器模块的设计与实现 (12)2.2.4 部分积移位寄存器模块的设计与实现 (14)2.2.5加法器模块的设计与实现 (16)2.3仿真调试 (16)第3章编程下载与硬件测试 (19)3.1编程下载 (19)3.2硬件测试及结果分析 (19)参考文献 (22)附录（电路原理图） (23)第1章 总体设计方案1.1 设计原理由于机器都采用补码做加减运算，所以设计补码乘法器能避免码制转换，提高机器效率。
在计算两个补码相乘时，可以通过Booth 算法来实现定点补码一位乘的功能。
布斯(Booth)算法采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积，Booth 算法对乘数从低位开始判断，根据后两个数据位的情况决定进行加法、减法还是仅仅进行移位操作。
补码一位乘法的运算规则：(1) 被乘数一般取双符号位参加运算。
(2) 乘数可取单符号位以决定最后一步是否需要校正，即是否加补][X -。
(3) 乘数末位增设附加位1+n y ，且初值为0。
部分积补][0Z 初始值为0。
(4) 被乘数[x]补乘以对应的相邻两位乘数（n n y y -+1）之差值，再与前部分积累加，然后右移一位（乘2-1），形成该步的部分积累加和。
定点补码加法器的设计说明书
课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：定点补码加法器的设计院〔系：专业：班级：学号：__指导完成日期：目录第1章总体设计方案21.1设计原理21.2设计思路31.3设计环境4第2章详细设计方案52.1顶层方案图的设计与实现5器件的选择与引脚锁定6编译、综合、适配72.2功能模块的设计与实现7.2.1求补模块的设计与实现7加法器模块的设计与实现8第3章仿真与调试8第4章编程下载与硬件测试94.1编程下载94.2硬件测试与结果分析9参考文献11附录〔程序清单或电路原理图12第1章总体设计方案1.1 设计原理用两个原码输入,将其改变为补码进行加法运算,这样负数用补码表示后,就可以和正数一样来处理。
这样,运算器里只需要一个加法器就可以了,不必为了负数的加法运算,再配一个加法器。
补码加法公式是[x]补+[y]补=[x+y]补可分四种情况来证明。
本实验采用了定点整数表示,因此证明了先决条件是：|x|<<2n-1>,|y|<<2n-1>,|x+y|<<2n-1>〔1x>0,y>0,则x+y>0.相加的两个数都是正数,顾其和也一定是正数。
正数的补码和源码是一样的,根据数据补码定义可得：[x]补+[y]补=x+y=[x+y]补〔2x>0,y<0,则x+y>0或x+y<0.相加的两个数一个为正数,一个为负数,因此相加的结果为正负两种可能。
根据补码定义可得：[x]补=x, [y]补=2n+1+y[x]补+[y]补=x+2n+1+y=2n+1+<x+y>=[x+y]补〔3x<0,y>0,则x+y>0或x=y<0.这种情况和第二种情况一样,把x和 y的位置对调即得证。
〔4x<0,y<0,则x+y<0。
相加两个数都是负数,则其和也一定是负数。
[x]补=2n+1+x, [y]补=2n+1+y[x]补+[y]补==2n+1+<2n+1+x+y>=2n+1+<2n+1+x+y>=[x+y]补公式说明,在模2意义下,任意两数的补码之和等于两个数之和的补码。
计算机组成原理课设_定点补码一位乘法器的设计
课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：定点补码一位乘法器的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：*****学号：*****姓名：*****指导教师：*****完成日期：2006年12月31日沈阳航空工业学院课程设计报告目录第1章总体设计方案 (2)1.1补码乘法器设计原理 (2)1.2设计思路 (4)1.3设计环境 (5)第2章详细设计方案 (5)2.1补码乘法器电路图的设计与实现 (6)2.1.1 补码乘法器设计 (6)2.1.2 器件的选择与引脚锁定 (8)2.1.3 编译、综合、适配 (8)2.2功能模块的设计与实现 (9)2.2.1 两输入三选一选择器模块的设计与实现 (9)2.2.2 半加器模块的设计与实现 ........................................... 错误！未定义书签。
2.3仿真调试 (10)第3章编程下载与硬件测试 (12)3.1编程下载 (12)3.2硬件测试及结果分析 (12)参考文献 (14)第1章总体设计方案1.1 补码乘法器设计原理原码乘法的主要问题是符号位不能参加运算，单独用一个异或门产生乘积的符号位，故自然提出能否让符号数字化后也参加乘法运算，补码乘法就可以实现符号位直接参加运算。
布斯(Booth)算法，它采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积，Booth算法对乘数从低位开始判断，根据两个数据位的情况决定进行加法、减法还是仅仅移位操作。
Booth算法操作表示判断的两个数据位为当前位及其右边的位(初始时需要增加一个辅助位0)，移位操作是向右移动。
判断被乘数中的最低位以及右边的位(辅助位0),如果为00，则只进行移位操作；之后在判断移位之后的最后两位，如果为01，则进行加法操作并进行移位操作；如果最后两位为10，则进行减法操作并移位，这个减法操作相当于减去2x的值；判断最后的差值，如为1，则部分积加[X]补；如为0，则不分积加0；如为-1，则部分积加[-X]补，最后一次不移位。
变形补码码加减法器电路的设计
变形补码码加减法器电路的设计在数字电路中，变形补码码加减法器是一种常见的电路设计。
该电路能够对数字信号进行加减运算，是数字信号处理中不可或缺的重要部分。
本文将详细介绍变形补码码加减法器电路的设计。
1. 变形补码变形补码是一种用于在计算机中表示和存储有符号整数的方法。
它是将一个有符号整数转换为二进制形式的一种方式。
通过使用变形补码，我们可以对正数和负数进行相同的处理，这为计算机编程中的各种运算提供了便利。
在变形补码中，最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数。
对于正数，其二进制表示与原码一致，但对于负数，则需要先取其绝对值，在将其二进制表示按位取反，最后将结果加1，即可得到其变形补码表示。
例如，将-3转换为变形补码的过程为：首先取绝对值，得到3，然后将3的二进制表示按位取反得到1110，最后加1得到1111，即-3的变形补码表示。
2. 码加法器码加法器是一种基本的电路组成单元，常用于数字电路中的加法运算。
其本质是一种逻辑门电路，能够将两个二进制数进行加法运算，输出结果为两数之和。
使用变形补码时的码加法器与使用普通二进制码时类似，只不过在计算负数时需要进行一些额外的处理。
具体来说，我们需要先将负数转换为其变形补码表示，然后再按照码加法器的原理进行计算。
例如，计算-3+2的过程为：将-3转换为变形补码表示，得到1111，将2转换为二进制表示，得到0010。
然后将1111和0010输入到码加法器中进行运算，得到结果为1101，即-1的变形补码表示，再将结果转换为十进制形式，即可得到-3+2=-1的运算结果。
3. 码补加法器在码补加法器中，我们使用一个变形补码码加法器和一个变形补码码补器。
变形补码码补器是一种用于求对一个数的二进制表示的补码的电路。
通过将码补加法器与码加法器相结合，我们可以实现对有符号整数的加减运算。
具体来说，我们首先将两个数转换为其变形补码表示，然后将其中一个数取其补码，最后将两个数输入到码补加法器中进行计算。
补码变换器的设计
目录补码变换器 (2)一、设计目的： (2)二、设计要求和内容： (2)三、设计思考： (2)四、真值表及逻辑表达式： (3)五、模块单元电路： (4)六、总电路图： (5)七、仿真截图： (6)八、设计器材清单 (7)九、结论与心得： (7)十、参考文献： (8)补码变换器一、设计目的：本次课程设计通过设计一个补码变换器，然后将其在multisim或者同类型的电子仿真软件上将其仿真出来，以此来引导我们提高自己的独立思维能力、动手能力和实际解决问题的能力，并且能加强我们对数字电子技术这门理论课程的理解和对相关芯片的认识和使用，等等。
数字电子技术课程设计是一个实践性教学环节，同“数字电子技术基础”理论课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“数字电子技术基础”课的基础上，进一步深化的实践环节。
课程设计目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。
通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。
二、设计要求和内容：（1）课题内容：①．设计一个4位的补码变换器，输入为4位的补码，采用2个数码管显示该补码的原码值。
②．数码管高位显示该补码的符号，如果该补码大于等于0，该符号位数码管显示“0”，反之，显示“一”；数码管低位显示该补码的原码值。
（2）主要任务：完成该系统的硬件设计，调试好后并能通过仿真，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。
三、设计思考：1、需要两个数码显示管来显示输出的高位和低位；2、如何更有效的利用与非门来完成设计；3、数码管需要用CD4511芯片来驱动以及该芯片的引脚图和功能是怎样的；4、如何控制数码管显示在“—”和“0”之间的转换；5、如何将二进制补码转换成二进制原码输出；6、电路中各种元件的排版，怎样才会最整齐，美观。
源码转化为补码实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握源码和补码的概念。
2. 掌握源码转化为补码的原理和方法。
3. 能够熟练进行源码与补码之间的转换。
二、实验原理1. 源码：在计算机中，一个数的表示方法可以是它的实际数值，这种表示方法称为源码。
对于正数，源码就是它的二进制表示；对于负数，源码是其绝对值的二进制表示，符号位为1。
2. 补码：补码是一种用于表示有符号整数的编码方法。
对于正数，补码与源码相同；对于负数，补码是其绝对值的二进制表示取反加1。
3. 源码转化为补码的方法：（1）对于正数，补码与源码相同。
（2）对于负数，将绝对值的二进制表示取反加1。
三、实验器材1. 计算机2. 编程软件（如C语言、Python等）四、实验步骤1. 编写程序，输入一个整数，判断其正负。
2. 如果是正数，直接输出其源码和补码。
3. 如果是负数，将绝对值的二进制表示取反加1，得到补码。
4. 输出源码、补码及转换过程。
五、实验数据及结果以输入整数-10为例，进行源码转化为补码的实验。
1. 输入整数-10。
2. 判断-10为负数。
3. 计算-10的绝对值，即10。
4. 将10的二进制表示取反加1，得到补码。
5. 10的二进制表示为1010，取反为0101，加1为0110。
6. 因此，-10的源码为10010，补码为0110。
实验结果如下：源码：10010补码：0110六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了源码和补码的概念，以及源码转化为补码的原理和方法。
2. 在实际编程中，了解源码与补码的转换对于理解计算机中的有符号整数运算具有重要意义。
3. 实验过程中，我们使用了编程软件进行源码与补码的转换，提高了编程能力。
4. 本次实验加深了我们对计算机中数值表示方法的理解，为后续学习计算机组成原理、操作系统等课程打下了基础。
七、实验拓展1. 编写程序，实现任意整数的源码与补码之间的转换。
2. 研究补码在计算机中的具体应用，如加减法运算。
3. 探究不同计算机体系结构中，源码与补码的表示方法。
间接补码阵列乘法器的设计组成原理课程设计报告剖析
沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：间接补码阵列乘法器的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：2015年1月16日沈阳航空工业学院课程设计报告目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计思路 (2)1.3设计环境 (3)第2章详细设计方案 (5)2.1顶层方案图的设计与实现 (5)2.1.1创建顶层图形设计文件 (5)2.1.2器件的选择与引脚锁定 (5)2.1.3编译、综合、适配 (6)2.2功能模块的设计与实现 (6)2.2.1 细胞模块的设计与实现 (6)2.2.2 全加器模块的设计与实现 (7)2.3仿真调试 (10)第3章编程下载与硬件测试 (12)3.1编程下载 (12)3.2硬件测试及结果分析 (12)参考文献 (14)附录（电路原理图） (15)第1章总体设计方案1.1 设计原理由于计算机采用补码做加减运算，所以设计阵列补码乘法器能避免码制转换，提高机器效率。
可以利用原码阵列乘法器来设计补码阵列乘法器，这时需要在计算前先进行原码--补码的转换。
乘法器的常规设计是适用“串行移位”和“并行加法”相结合的方法，这种方法并不需要很多器件。
然而串行方法毕竟太慢，不能满足科学技术对高速乘法所提出的要求。
自从大规模集成电路问世以来，高速的单元阵列乘法器应运而生，出现了各种形式的流水线阵列乘法器，它们属于并行乘法器。
阵列乘法器采用类似于人工计算的方法进行乘法运算。
人工计算方法是用乘数的每一位去乘被乘数，然后将每一位权值对应相加得出每一位的最终结果。
如图1.1所示，用乘数的每一位直接去乘被乘数得到部分积并按位列为一行，每一行部分积末位与对应的乘数数位对齐，体现对应数位的权值。
将各次部分积求和，即将各次部分积的对应数位求和即得到最终乘积的对应数位的权值。
011010* 001001____________011010000000000000011010000000000000_______________00011101010图1.1 人工计算乘法示例阵列乘法器采用类似人工的计算方法来完成乘法计算。
BOOST课程设计
目录1总体设计思路 (1)1.1设计目的 (1)1.2 实现方案 (1)2 Boost主电路设计 (2)2.1电源设计基本原理 (2)2.2 Boost电路工作原理 (2)2.1.1各元器件功能 (2)2.1.2主电路参数分析 (3)3 控制电路设计 (4)3.1 PWM控制芯片SG3525 (4)3.2 控制电路原理 (5)4 驱动电路设计 (6)4.1 驱动电路设计基本思想 (6)4.1.1 IGBT对驱动电路的要求 (6)4.1.2 驱动芯片EXB841的控制原理 (6)4.2 驱动电路基本原理 (7)5保护电路的设计 (9)5.1过电压保护电路 (9)5.2过电路保护电路 (9)6 Matlab的建模及仿真 (11)6.1 仿真电路 (11)6.2 仿真及其波形 (11)结论 (13)心得体会 (14)参考文献 (15)1总体设计思路1.1设计目的升压斩波电路是最基本的斩波电路之一，利用升压斩波电路可以实现对直流的升压变化。
所以，升压斩波电路也可以认为是直流升压变压器，升压斩波电路的应用主要是以Boost变换器实现的。
升压斩波电路的典型应用有：一、直流电动机传动，二、单相功率因数校正（Power Factor Correction PFC）电路，三、交直流电源。
直流升压斩波电路的应用非常广泛，原理相对比较简单，易于实现，但是，设计一个性能较好变压范围大的Boost变换器并非易事，本设计的目的也就在于寻求一种性能较高的斩波变换方式和驱动与保护装置。
1.2 实现方案本设计主要分为六个部分：一、总体设计思路，二、Boost变换器主电路设计，三、控制电路设计，四、驱动电路设计，五、保护电路设计，六、Matlab 仿真及其波形。
直流稳压电源的设计相对比较简单，应用基本的整流知识，该部分并非本设计的重点，本设计的重点在于主电路的设计，主电路一般由电感、电容、电力二极管、和全控型器件IGBT组成，主电路的负载通常为直流电动机，控制电路主要是实现对IGBT的控制，从而实现直流变压。
整理计算机组成原理实验报告_八位补码加减法器的设计与实现
计算机组成原理实验报告
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计算机组成原理实验报告
姓名：张三学号：PB12345678 实验日期：2019-1-1
一、实验题目：
Lab01 运算器
二、实验目的：
设计一算术逻辑运算单元（ALU），实现xxxx功能；利用前述的ALU模块与适当的硬件电路，完成xxxx功能。
三、实验平台：
ISE / Vivado（暂不支持其他Verilog HDL开发环境的检查）
四、实验过程：
此处讲述实验过程，最好附上关键模块的代码。
五、实验结果：
此处讲述实验结果，必须附上最后的仿真波形图或是下载到板子上的实拍结果图（视实验要求而定）。
六、心得体会：
此处讲述实验的心得体会与改进意见。
上机实验报告的文件名格式与电子版作业一致，为：LabXX-PB12345678-张三。
如果已经提交后想要更改,则按“LabXX-PB12345678-张三-改-更改次数.pdf”进行更改。
上机实验报告的提交方式将另行公布。
整理丨尼克
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boost变换器matlab课程设计
boost变换器matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握BOOST变换器的基本工作原理及其数学模型；2. 理解MATLAB/Simulink环境下进行BOOST变换器仿真分析的步骤与方法；3. 学会应用MATLAB软件对BOOST变换器的性能进行参数化设计和分析。
技能目标：1. 能够运用MATLAB/Simulink构建BOOST变换器的仿真模型；2. 能够通过MATLAB编程实现对BOOST变换器性能数据的处理和分析；3. 能够独立完成对BOOST变换器的性能优化与故障诊断。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术学习的兴趣，激发学生的探究欲望；2. 增强学生的团队合作意识，提高学生在团队中沟通协调的能力；3. 培养学生严谨的科学态度，使学生具备良好的工程素养。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的电力电子技术基础和MATLAB编程能力，具有较强的学习兴趣和探究欲望。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导学生主动参与课堂讨论和实践活动，提高学生的实际操作能力。
同时，关注学生的学习进度，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. BOOST变换器原理回顾：包括BOOST变换器的基本结构、工作原理、开关器件的作用及其控制方式。
相关教材章节：电力电子技术第三章第二节。
2. MATLAB/Simulink仿真环境介绍：介绍MATLAB/Simulink软件的基本操作、仿真模型构建方法及仿真参数设置。
相关教材章节：MATLAB仿真与应用第四章。
3. BOOST变换器仿真模型构建：利用MATLAB/Simulink构建BOOST变换器的仿真模型，并进行仿真实验。
相关教材章节：电力电子技术第三章第三节。
补码程序设计课程设计
补码程序设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解补码的概念，掌握补码的计算方法及其在计算机中的表示方式。
2. 学生能够运用补码进行基本的算术运算，如加、减运算，并理解其运算规则。
3. 学生能够明确补码在计算机科学中的应用场景，了解其重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，编写简单的补码计算程序，解决实际问题。
2. 学生通过编程实践，培养逻辑思维能力和问题解决能力。
3. 学生能够运用补码进行二进制与十进制之间的转换，提高编程技能。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对计算机科学的兴趣，激发求知欲和探索精神。
2. 学生通过小组合作学习，培养团队协作能力和沟通能力，增强集体荣誉感。
3. 学生在学习补码知识的过程中，认识到科技对社会发展的贡献，增强社会责任感。
本课程针对高年级学生，已具备一定的计算机科学知识和编程基础。
课程性质为理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力。
教学要求注重培养学生的创新意识和解决问题的能力，使学生在掌握补码知识的同时，提高综合素养。
通过具体的学习成果分解，教师可进行有针对性的教学设计和评估，确保课程目标的实现。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 补码基础知识：- 补码的定义与概念- 补码的计算方法与表示方式- 补码与原码、反码的关系2. 补码的算术运算：- 补码加法运算规则- 补码减法运算规则- 二进制补码运算与十进制运算的联系3. 补码编程实践：- 编写简单的补码计算程序- 实现补码之间的加、减运算- 补码与十进制之间的转换编程4. 补码应用场景：- 计算机中表示负数- 补码在计算机运算中的应用- 举例说明补码在现实生活中的应用教学内容参考教材相关章节，结合课程目标进行组织。
教学进度安排如下：第一课时：补码基础知识学习，包括补码的定义、计算方法和表示方式。
第二课时：学习补码的算术运算规则，进行实际例题讲解。
第三课时：补码编程实践，指导学生编写简单的补码计算程序。
补码求解课程设计
补码求解课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解补码的概念，掌握补码的计算方法及其在计算机中的运用。
2. 学生能运用补码进行基本的算术运算，如加、减运算，并理解其运算规则。
3. 学生能理解补码在计算机中表示负数的原因及其优势。
技能目标：1. 学生能够运用补码进行二进制与十进制之间的转换，提高解决问题的能力。
2. 学生通过补码的学习，培养逻辑思维能力和计算能力。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际计算机科学问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习补码，培养对计算机科学的兴趣和热情，激发学习积极性。
2. 学生在学习过程中，培养合作、探究的学习态度，增强团队协作能力。
3. 学生了解补码在我国计算机科学技术发展中的重要作用，增强国家荣誉感。
课程性质分析：本课程为计算机科学基础课程，以补码为核心内容，结合学生的年级特点，注重理论与实践相结合。
学生特点分析：学生处于初中阶段，具有一定的逻辑思维能力和数学基础，但对计算机科学知识的掌握有限。
教学要求：教师应通过生动的案例、实际操作和小组讨论等形式，引导学生掌握补码知识，培养其技能和情感态度价值观。
在教学过程中，关注学生的学习成果，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 补码的定义与概念- 补码的定义- 补码与原码、反码的关系2. 补码的计算方法- 二进制转补码的方法- 补码转二进制的方法- 补码的算术运算规则3. 补码的应用实例- 补码在计算机中表示负数的原因- 补码在二进制运算中的应用案例4. 补码在实际编程中的应用- 补码在C语言、Python等编程语言中的使用- 分析实际编程中补码解决问题的案例5. 教学内容的安排与进度- 第一节课：补码的定义与概念，二进制转补码的计算方法- 第二节课：补码转二进制，补码的算术运算规则- 第三节课：补码在计算机中的应用，分析实例- 第四节课：补码在编程中的应用，实践操作教材章节关联：- 《计算机科学基础》第四章第三节：二进制与补码的转换- 《计算机科学基础》第四章第四节：补码的算术运算及其应用教学内容根据课程目标进行科学组织和系统安排，注重理论与实践相结合，引导学生通过案例分析和实际操作，掌握补码知识。
buckboost变换器课程设计
buckboost变换器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握buckboost变换器的基本工作原理及电路组成；2. 学生能掌握buckboost变换器在直流电压调节中的应用及性能特点；3. 学生能了解buckboost变换器的各类参数计算及影响变换效率的因素。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，正确绘制并分析buckboost变换器的电路图；2. 学生能通过实验操作，验证buckboost变换器的性能及效率；3. 学生能运用仿真软件对buckboost变换器进行模拟，优化电路设计。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习buckboost变换器，培养对电子技术的兴趣和热情；2. 学生能认识到buckboost变换器在节能环保方面的重要性，树立正确的能源观念；3. 学生在团队协作中培养沟通、合作能力，增强解决问题的自信心。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，充分调动学生的积极性与创造性。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. buckboost变换器基本原理：讲解buckboost变换器的工作原理，包括升压、降压模式切换，以及开关元件、二极管、电感、电容等关键元件的作用。
教材章节：第三章“开关电源原理”第2节“buckboost变换器”2. buckboost变换器电路组成：分析buckboost变换器的电路结构，探讨不同模式下电路元件的工作状态及相互关系。
教材章节：第三章“开关电源原理”第2节“buckboost变换器”3. 参数计算与性能分析：介绍buckboost变换器关键参数的计算方法，分析影响变换效率的因素，如开关频率、元件参数等。
教材章节：第三章“开关电源原理”第3节“开关电源的性能分析”4. 电路图绘制与分析：指导学生绘制buckboost变换器电路图，分析电路工作过程，掌握电路调试方法。
补课变换器课程设计
补课变换器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握补课变换器的定义、分类及工作原理；2. 学生能运用补课变换器相关知识，分析并解决简单的电路问题；3. 学生了解补课变换器在现实生活中的应用，理解其对社会发展的意义。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的补课变换器电路；2. 学生能够运用实验方法，测试并分析补课变换器电路的性能；3. 学生能够通过合作学习，提高沟通与团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理学，尤其是电子学的兴趣，增强学习动力；2. 学生养成积极探索、勤于思考的学习习惯，培养解决问题的自信心；3. 学生认识到补课变换器在节能环保方面的重要性，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子学基础知识课程，旨在帮助学生建立补课变换器的概念，掌握相关知识与技能。
学生特点：本年级学生具备一定的物理基础，对电子学有一定了解，但缺乏实际操作经验，需要通过实践加深理解。
教学要求：结合课程性质和学生特点，采用理论教学与实验操作相结合的方式，注重培养学生的动手能力和实际应用能力，提高学生的综合素养。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体、可衡量的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：（1）补课变换器的定义与分类：介绍补课变换器的基本概念、分类及各类补课变换器的工作原理；（2）补课变换器的主要参数：学习并理解补课变换器的输入输出电压、电流、功率等参数的计算及相互关系；（3）补课变换器的应用：分析补课变换器在生活中的实际应用，如电源适配器、手机充电器等。
2. 实践操作：（1）补课变换器电路设计：根据实际需求，设计简单的补课变换器电路；（2）补课变换器电路搭建与测试：利用实验器材，搭建补课变换器电路，进行性能测试，并分析测试结果；（3）电路故障排查与维修：学习如何分析并解决补课变换器电路中可能出现的故障。
教材章节及内容：第一章：补课变换器基础知识1.1 补课变换器的定义与分类1.2 补课变换器的工作原理1.3 补课变换器的主要参数第二章：补课变换器的应用与实践2.1 补课变换器在生活中的应用案例2.2 补课变换器电路设计与实践2.3 补课变换器电路故障分析与维修教学进度安排：第一周：学习补课变换器的基本概念、分类及工作原理；第二周：学习补课变换器主要参数计算及相互关系；第三周：实践操作，设计并搭建补课变换器电路；第四周：测试补课变换器电路性能，分析故障原因并进行维修。
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长沙学院课程设计说明书
题目补码变换器的设计
系(部) 电子与通信工程
专业(班级) 电气一班
姓名周鹏
学号 2010042113
指导教师谢明华、刘亮、瞿曌
起止日期 5.21—5.25
数字电子技术课程设计任务书(17) 系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：谢明华课题名称补码变换器的设计
设计内容及要求（1）课题内容：
①．设计一个4位的补码变换器，输入为4位的补码，采用2个数码管显示该补码的原码值。
②．数码管高位显示该补码的符号，如果该补码大于等于0，该符号位数码管显示“0”，反之，显示“一”；数码管低位显示该补码的原码值。
（发挥部分：设计8位的补码变换器）
（2）主要任务：完成该系统的硬件设计，调试好后并能通过仿真，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。
设计工作量1、系统整体设计；
2、系统设计及仿真
3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示；
4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。
进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第1天课题介绍，答疑，收集材料，设计方案论证
第2天系统设计
第3天系统设计及仿真
第4天系统设计及仿真
第5天系统验收，编写设计说明书
教研室
意见
年月日系（部）主
管领导意见
年月日
长沙学院课程设计鉴定表
姓名周鹏学号2010042
113 专业电气工程及其自动
化
班级一
设计题目补码变换器的设计指导教师谢明华指导教师意见：
评定等级：教师签名：日期：
答辩小组意见：
评定等级：答辩小组长签名：日期：
教研室意见：
教研室主任签名：日期：
系（部）意见：
系主任签名：日期：
说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；
目录
补码变换器 (5)
一、设计目的： (5)
二、设计要求和内容： (5)
三、设计思考： (5)
四、真值表及逻辑表达式： (6)
五、模块单元电路： (7)
六、总电路图： (8)
七、仿真截图： (9)
八、设计器材清单 (10)
九、结论与心得： (10)
十、参考文献： (11)
补码变换器
一、设计目的：
本次课程设计通过设计一个补码变换器，然后将其在multisim或者同类型的电子仿真软件上将其仿真出来，以此来引导我们提高自己的独立思维能力、动手能力和实际解决问题的能力，并且能加强我们对数字电子技术这门理论课程的理解和对相关芯片的认识和使用，等等。
数字电子技术课程设计是一个实践性教学环节，同“数字电子技术基础”理论课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“数字电子技术基础”课的基础上，进一步深化的实践环节。
课程设计目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。
通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。
二、设计要求和内容：
（1）课题内容：
①．设计一个4位的补码变换器，输入为4位的补码，采用2个数码管显示该补码的原码值。
②．数码管高位显示该补码的符号，如果该补码大于等于0，该符号位数码管显示“0”，反之，显示“一”；数码管低位显示该补码的原码值。
（2）主要任务：完成该系统的硬件设计，调试好后并能通过仿真，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。
三、设计思考：
1、需要两个数码显示管来显示输出的高位和低位；
2、如何更有效的利用与非门来完成设计；
3、数码管需要用CD4511芯片来驱动以及该芯片的引脚图和功能是怎样的；
4、如何控制数码管显示在“—”和“0”之间的转换；
5、如何将二进制补码转换成二进制原码输出；
6、电路中各种元件的排版，怎样才会最整齐，美观。
四、真值表及逻辑表达式：
1、真值表
输入输出
CD4511输入端数码管X Y Z W D C B A 高位低位
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 1 0 1
0 0 1 0 0 0 1 0 0 2
0 0 1 1 0 0 1 1 0 3
0 1 0 0 0 1 0 0 0 4
0 1 0 1 0 1 0 1 0 5
0 1 1 0 0 1 1 0 0 6
0 1 1 1 0 1 1 1 0 7
1 0 0 0 1 0 0 0 1 8
1 0 0 1 0 1 1 1 1 7
1 0 1 0 0 1 1 0 1 6
1 0 1 1 0 1 0 1 1 5
1 1 0 0 0 1 0 0 1 4
1 1 0 1 0 0 1 1 1 3
1 1 1 0 0 0 1 0 1 2
1 1 1 1 0 0 0 1 1 1
2、逻辑表达式
A=W
B= X Z+XZW+ZW
C=Y Z W+XY+XYZ+XYW
D=XY Z W
五、模块单元电路：
1、补码输入电路
该电路的y、z、w三个按钮能将三位补码从0到7输入到后续电路中，按钮x作为控制后面的数码显示管的符号位，并有控制输入—8的作用。
2、补码变换电路
该电路是根据逻辑表达式设置的补码变换电路，如此连接具有美化电路的效果，使电路看起来会比较清晰，其功能是将由开关控制输入的二进制补码变换成相应的二进制原码输出到CD4511译码器的输入端。
3、译码显示电路
通过CD4511译码器将从前面得到的二进制原码译成相应的十进制码，从而驱动七段数码显示管显示相应的原码，并通过开关X控制数码管“U7”显示“0”和“一”。
六、总电路图：
七、仿真截图：
1、X接到低电平时如下图所示（Y=Z=W=1）
2、X接到高电平时如下图所示（Y=Z=W=1）
由这两幅图可以看出，当X接到低电平时，数码管的符号位显示的是0，表明这时输入的补码表示的是一个正数；而当X接到高电平时，数码管符号位显示的是“一”，表明此时输入的补码是大于或等于8的，也就是说是一个负数，从而很成功的实现了补码变换器将补码变换成原码的功能。
八、设计器材清单
元件序号型号主要参数数量备注
1 74ls00D 3 2输入与非门
2 74LS20D 7 4输入与非门
3 74ls04D
4 非门
4 CD4511 1 七段显示译码器
5 key 1 单刀双控开关
6 key 3 单控开关
7 2 数码管
8 若干导线
9 2 +5V电源
九、结论与心得：
为期一个星期的课程设计，让我学会了很多数字电路设计的方法，也了解了很多关于各种芯片的引脚和功能，更锻炼了我的独立思考能力和实际操作能力，并学会了如何逐级检查电路的方法。
最主要的是我学会了multisim电路仿真软件的使用方法和安装方法，永远记得上学期做课程设计的时候，可以说就是整整装了我一个星期的软件，其他什么都没干，到最后居然还没有装好，这次总算把这个软件给征服了。
经过这次设计，我学会了许多东西，学会了严密的思考，构想及怎样把计划付诸于实际行动之中。
同时与社会的不断高速发展的步伐相比，我认识到自己所学的知识和技能还远远不足，有些实际性的问题还不能够解决，缺少很多有实际运用价值的知识储备，缺乏应有的动手解决实际问题的能力，缺乏些高效利用及筛选大量资料的能力，缺乏资源共享及应有的团队合作精神，有待进一步提高，我应当学好自己的专业知识以适应不断发展的社会。
在这次课程设计中，我学会了如何有效的利用网络资源及图书馆的藏书，找到了几个很不错的专业网站，为以后查阅专业方面的信息和相互之间的交流打下了坚实的基础，学会了如何看电路图，识别电路图，提高了自己的专业技能，同时也培养了自己认真和严谨的科学态度，受到了很大的启发，也为以后的工作积累了宝贵的经验。
另外，还有很多缺点和错误，希望老师能提出改进意见，陪我们一起度过这个课程设计的指导老师们，助我们做完这些，谢谢老师的辛勤栽培，我以后会更加努力。
谢谢你们！
十、参考文献：
1、康光华电子技术基础（数字部分）华中科技大学电子技术课程组
2、彭介华. 电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社
3、高吉祥. 数字电子技术. 北京：电子工业出版社
4、梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社
5、李玲远，范绿蓉，陈小宇. 电子技术基础实验. 北京：科学出版社
11。