ALU的設(shè)計(jì)與仿真

1、ALU的設(shè)計(jì)與仿真、設(shè)計(jì)過(guò)程ALU的6個(gè)輸入端由3個(gè)控制端和3個(gè)數(shù)據(jù)輸入端組成。2個(gè)輸出端。繪制功能表如圖：控制端功能S2S1S0000與001或010A非011B非100異或101全加110全減111清零各個(gè)分功能的實(shí)現(xiàn)方法1與用一個(gè)與門,A、B作為數(shù)據(jù)輸入,C懸空，輸出F1=AB,F2=1-F12或用一個(gè)或門,A、B作為數(shù)據(jù)輸入,C懸空，輸出F2=A+B,F2=1-F13.A非用一個(gè)非門,A作為數(shù)據(jù)輸入,B、C懸空，輸出F1=1-A,F2=1-F1A_ANOT4.B非用一個(gè)非門，B作為數(shù)據(jù)輸入,A、C懸空，輸出F2=1-B,F2=1-F15異或5異或用一個(gè)異或門,A、B作為數(shù)據(jù)輸入,C懸空

2、，輸出F1=AB,F2=1-F1XOR6全加一位全加器的真值表如下加數(shù)進(jìn)位in和進(jìn)位outABCF1F20000000110010100110110010101011100111111利用之前做的加法器，因?yàn)槿斎耄敵?，?lián)想到3線-8線譯碼器74LS138可以實(shí)現(xiàn)該功能。計(jì)算函數(shù)式：F1=ABCm0+ABCm1+ABCm7(將F1的取值帶入化簡(jiǎn))=m1+m2+m4+m7=(m1m2m4m7)整體取非F2=ABCm0+ABCm1+ABCm7(將F2的取值帶入化簡(jiǎn))=m3+m5+m6+m7=(m3m5m6m7)整體取非邏輯電路：U1AYOBY1CY2丫3Y4E1Y5E2YBE3Y774LS13

3、S1-2-3-ABC274AICARRY:A4bALU真值表：7全減一位全加器的真值表如下被減數(shù)減數(shù)借位in差借位outABCF1F20000000111010110110110010101001100011111同理，計(jì)算函數(shù)式：F1=ABCm0+ABCm1+ABCm7(將F1的取值帶入化簡(jiǎn))=m1+m2+m4+m7=(m1m2m4m7)整體取非F2=ABCm0+ABCm1+ABCm7(將F2的取值帶入化簡(jiǎn))=m1+m2+m3+m7=(m1m2m3m7)整體取非邏輯電路：2364QABCOYI2Y34.Y5?ABCI-1C2曰8清零利用任意輸入的原變量和非變量的與得到低電平的輸出。U1AND

4、控制端功能數(shù)據(jù)輸入端輸出端S2S1SOABCF1F2000與0000100101010010110110001101011101011110001或0000100101010100111010010101101101011110010A非0001000110010100111010001101011100111101011B非0001000110010010110110010101101100111101100異或0000100101010100111010010101101100111101:5152F2、仿真過(guò)程理論波形圖1234567891011121314151617181920212223242526272S2930313：仿真電路圖：仿真電路圖：74.1S7CONTROLPORT312U21SUM-DIFF:AiCARRY:AFV1Y2Y3.Y4.UYET7-YIX3CUDE?L-qUBCRROW:A斗1474151仿真波形圖：總結(jié)與分析：1）復(fù)雜電路圖設(shè)計(jì)要注意設(shè)計(jì)的美學(xué)要素，以科學(xué)布局。2）仿真設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題：A）高低電平的準(zhǔn)確估計(jì)（之前U7用與門了，造成了麻煩）B）波形不正確時(shí)，要溯源debu