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）。

简单加/减运算电路

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。所以QuartusⅡ仿真软件的特点决定了我们不能简单的利用利用开关控制数据的传递，而是要设计寄存器的CP脉冲的频率来控制数据的输入与输出。 而设计简单加/减运算电路，必须考虑到加法和减法的问题。加法可以简单的通过一个全加器就能实现，而减法则需要被减数转换成补码再减去2n才可实现。而最后的结果需要以8421BCD码的形式来输出，所以计算结果大于9时需要加上6（即0110）才可以。

所以我设计的电路图首先是使用四个输入来构成一位十进制数的二进制码，然后通过设计寄存器CP脉冲的频率来使所形成的二进制码在不同的时间分别进入寄存器A和寄存器B，接着为了是延迟时间降到最小，我设计将寄存器A,B中的数输入寄存器C，在一起出给运算电路。在运算电路中，我又设置了一个脉冲，通过这个脉冲的高低电位来选择使用加法电路或是减法电路。最后输出的数经过处理再输入8位全加器8fadd进行相加后以8421BCD码的形式输出。

设计方案包括三个模块：分别是数据输入部分，加/减运算部分，数据输出部分。

关键词：全加器（74283），寄存器A/B（74175），寄存器C（74244），8位全加器

8fadd，加法运算电路，减法运算电路，8421BCD码转换电路。

II

简单加/减运算电路

目录

简单加/减运算电路 ...................................................................................................................................... I 1 设计主要内容及要求 .................................................................................................................................. I 2 设计过程及论文的基本要求 ...................................................................................................................... I 3 时间进度安排 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。 数字电子技术 课程设计成绩评定表 .......................................................................... 错误！未定义书签。 摘要 .............................................................................................................................................................. II 1 设计任务描述 ........................................................................................................................................... 1 1.1课程设计题目：简单加/减运算电路 ..................................................................................................... 1 1.2 设计主要内容及要求 .............................................................................................................................. 1 2 设计思路 .................................................................................................................................................. 2 3设计方框图 ............................................................................................................................................... 4 4 各部分电路设计及参数调整 .................................................................................................................... 5 4.1各部分电路设计 ....................................................................................................................................... 5 4.2各部分参数调整 ..................................................................................................................................... 16 5 简单加/减运算电路过程分析 ................................................................................................................ 17 5.1简单加/减运算总电路图： ................................................................................................................... 17 5.2电路图的工作过程分析 ......................................................................................................................... 17 6 元器件清单 ............................................................................................................................................ 22 7主要元器件介绍 ...................................................................................................................................... 23 7.1寄存器74175简单介绍： ..................................................................................................................... 23 7.2寄存器74244简单介绍： ..................................................................................................................... 24 7.3全加器74283简单介绍： ..................................................................................................................... 25 7.4加法器8FADD简单介绍： ...................................................................................................................... 26 课程设计总结 ............................................................................................................................................ 28 致 谢 .......................................................................................................................................................... 29 参考文献 .................................................................................................................................................... 30 附录 ............................................................................................................................................................ 31 简单加/减运算总电路图 ............................................................................................................................. 31

III

简单加/减运算电路

1 设计任务描述

1.1课程设计题目：简单加/减运算电路

1.2 设计主要内容及要求

1.2.1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。

1.2.2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。

1.2.3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。

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简单加/减运算电路

2 设计思路

第一步：查资料

由于我们使用的是QuartusⅡ仿真软件，这个软件比较新颖。所以可以说，经过两天的图书馆与网络的地毯式搜索，我发现并没有现成的资料。但是我们并不是一无所获的，在查资料过程中，我们渐渐的领悟到了简单加减运算电路的原理。 其实简单加减运算电路首先简单需要加数(减数)、被加数(被减数)的输入，然后将其分别存入寄存器中，再一同进入加（减）法运算电路中进行计算，最后输出的数值进行8421BCD码转换输出即可。

第二步：构建电路基本思路

整个电路的核心内容和部分是由加法电路和减法电路构成的，我使用的是加减分离的思路，加法是一部分，减法是另一部分的电路，。它是由一支脉冲（C）来控制的：高电位时执行减法电路； 低电位时执行加法电路。

图2.1加/减计算执行电路

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7sr2.html