數(shù)電組合邏輯電路設(shè)計(jì)

1、四川大學(xué)電氣信息學(xué)院數(shù)電一一組合邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)四位二進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)乘法計(jì)算學(xué)號(hào)姓名專業(yè)通信工程日期2017.4.29、設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一個(gè)乘法器，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)的乘法。兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)分別是被乘數(shù)A3A2AA0和乘數(shù)B3B2B1B0O被乘數(shù)和乘數(shù)這兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)分別由高低電平給出。乘法運(yùn)算的結(jié)果即乘積由兩個(gè)數(shù)碼管顯示。其中顯示低位的數(shù)碼管是十進(jìn)制的；顯示高位的數(shù)碼管是二進(jìn)制的，每位高位片的示數(shù)都要乘以16再與低位片相加。所得的和即是被乘數(shù)和乘數(shù)的乘積。做到保持乘積、輸出乘積，即認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功，結(jié)束運(yùn)算。二、設(shè)計(jì)思路將乘法運(yùn)算分解為加法運(yùn)算。被乘數(shù)循環(huán)相加，循環(huán)的次數(shù)是乘數(shù)。加法運(yùn)算利用雙四位二進(jìn)制加

2、法器74LS283實(shí)現(xiàn)，循環(huán)次數(shù)的控制利用計(jì)數(shù)器74LS161、數(shù)碼74LS85比較器實(shí)現(xiàn)。運(yùn)算結(jié)果的顯示有數(shù)碼管完成，顯示數(shù)字的高位（進(jìn)位信號(hào)）由計(jì)數(shù)器74LS161控制。以54為例。被乘數(shù)A3A2A1A0是5,輸入0101；乘數(shù)B3B2B1B0是4,輸入0100.將A3A2AA0輸入到加法器的A端，與B端的二進(jìn)制數(shù)相加，輸出的和被送入74LS161的置數(shù)端（把這個(gè)計(jì)數(shù)器成為“置數(shù)器”）。當(dāng)時(shí)鐘來(lái)臨，另一個(gè)74LS161（被稱之為“計(jì)數(shù)器”）計(jì)1,“置數(shù)器”置數(shù)，返回到加法器的B端，再與被乘數(shù)A3A2A1A0相加當(dāng)循環(huán)相加到第四個(gè)時(shí)鐘的時(shí)候，“計(jì)數(shù)器”計(jì)4,這個(gè)4在數(shù)碼比較器74LS85上與

3、乘數(shù)8擔(dān)28&比較，結(jié)果是相等，A=B端輸出1,經(jīng)過(guò)反相器后變?yōu)?返回到被乘數(shù)輸入電路，截?cái)嗯c門。至此，被乘數(shù)變?yōu)?000，即便是再循環(huán)相加，和也不變。這個(gè)和，是多次循環(huán)相加的和，就是乘積。高位顯示電路較為獨(dú)立，當(dāng)加法器產(chǎn)生了進(jìn)位信號(hào)，CA端輸出了一個(gè)高電平脈沖，經(jīng)過(guò)非門變?yōu)橄陆得}沖驅(qū)動(dòng)74LS161計(jì)一次數(shù)，這個(gè)數(shù)可以通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。但是由于二進(jìn)制數(shù)是滿足8421排列的，進(jìn)位的數(shù)是10000，即是10進(jìn)制數(shù)的16。三、儀器設(shè)備名稱、型號(hào)74LS85（一個(gè)）74LS161（三個(gè)）74LS283（一個(gè)）74LS08（兩個(gè)）非門（兩個(gè)）數(shù)碼顯示管（兩個(gè)）四、實(shí)驗(yàn)電路圖9(LrLL74L

4、S41&D說(shuō)明：左下角的D1C1B1A偽被乘數(shù)的輸入端，單刀雙擲開(kāi)關(guān)向上是“1”，向下時(shí)“0”。左側(cè)的D2c2B2A整乘數(shù)的輸入端。被乘數(shù)經(jīng)過(guò)中間靠右的“加法器低位片”循環(huán)相加，相加的結(jié)果經(jīng)過(guò)右上方的“置數(shù)器”返回到加法器?！爸脭?shù)器”和“計(jì)數(shù)器”共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)“計(jì)數(shù)器”所計(jì)的數(shù)與乘數(shù)相等的時(shí)候，最上方的數(shù)碼比較器輸出“1”，經(jīng)過(guò)非門變?yōu)椤?”，“0”返回到4雙輸入與門中將與門封死，輸出0000.同樣是這個(gè)“0”信號(hào)，將“計(jì)數(shù)器”的使能端EP置為“0”,使計(jì)數(shù)器保持輸出，達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。當(dāng)“加法器低位片”有進(jìn)位時(shí)，輸出一個(gè)上升沿，經(jīng)過(guò)非門后變?yōu)橄陆笛?，?qū)動(dòng)“進(jìn)位信號(hào)計(jì)數(shù)器”計(jì)數(shù)

5、，其結(jié)果被“高位顯示”顯示出來(lái)?！案呶伙@示”的示數(shù)都要乘以16才可以變?yōu)?0進(jìn)制的數(shù)。最后的乘積可由兩個(gè)數(shù)碼管顯示出來(lái)。讀數(shù)方法：“高位顯示”字形所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)*16+“低位顯示”字形所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。計(jì)算結(jié)束，目的達(dá)成。五、仿真分析結(jié)果仿真結(jié)果1被乘數(shù)1000,乘數(shù)1000,結(jié)果：4*16=64。具體情況請(qǐng)看圖中的方框。仿真結(jié)果2被乘數(shù)0011,乘數(shù)1100,結(jié)果：2*16+4=36。具體情況請(qǐng)看圖中的方框。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析所設(shè)計(jì)乘法器工作良好、結(jié)果與預(yù)想情況相同。七、心得體會(huì)通過(guò)這一段時(shí)間的緊張學(xué)習(xí)，最后完成了我的設(shè)計(jì)任務(wù)一一四位二進(jìn)制乘法器的設(shè)計(jì)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我深深的體會(huì)到

6、設(shè)計(jì)課的重要性和目的性所在。本次設(shè)計(jì)課不僅僅培養(yǎng)了我們實(shí)際操作能力，也培養(yǎng)了我們靈活運(yùn)用課本知識(shí)完成工作的能力。乘法器雖然是比較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)課程，但它給了我一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)和檢驗(yàn)的機(jī)會(huì)，也給我復(fù)習(xí)多個(gè)學(xué)科知識(shí)提供了便利。希望學(xué)校以后多安排一些類似的實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓同學(xué)們學(xué)以致用另：使用硬件描述語(yǔ)言ISE設(shè)計(jì)乘法器的實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖如下11ProjectNavigator一F:'MxxX'yl«j1-cjl.v看EditViewProject?lookWindowLayoutH等Ip21凰加11*: Irrlnoti 忙包 上二 £i同式 kti«th.iVKra

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9、Objectsforsj1_t1j.三30aoasLi斕uj也3132；fOutputsuifp7：0out;ObjectNameValbeDte15pi533.cUt7,0ICOMOIOAriay3號(hào)35/In3Gsncxaitethe3j1U.3(UnztUnderTest(UPJ>.弱in<d5J!)|1101二書mb301010AridyArrayS13<537i_na(ina)finb(inb)f4saDL1&(QLlt)%394口;7*41inimiseainX42/initiahiTeJnrutflina=13;44mb=10-WdF4S46/WiiT：

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16、laberatiart三HDLSynthesisHDLSynthesisReport；-lAdvancedHDLSynthesitRelcaae13上-xse0.61Kd(ntEa)Copyright(c)1995-2011Xilinx,Inc.AllzigDta->EarameterTMFDIRsettoX3t/piojnav*t;inpTotalREALtirretoXscccmpletion：5.0。secs工匚母1CPUcinetoXslcompletion:4.82secs->ParameterxschdpdlrsectoxsrTocalREALtirr.etaXateerr.pleciorL!5.00scsTotal二1UtnjretoXstcnnletioni4.S3secaReadingdesign:3j1jTA5L5OFCeHTENTS1)SynthesisCpti口門目S'jr