半加器与全加器PPT课件
实验五 半加器和全加器
实验五半加器和全加器实验五半加器和全加器一、实验目的1(掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
2(验证半加器、全加器、奇偶校验器的逻辑功能。
二、实验原理使用中、小规模集成门电路分析和设计组合逻辑电路是数字逻辑电路的任务之一。
本实验中有全加器的逻辑功能的测试，又有半加器、全加器的逻辑设计。
通过实验要求熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
实验中使用的二输入端四异或门的电路型号为74LS86，四位二进制全加器的型号为74LS83A，其外引线排列及逻辑图如下:14 13 12 11 10 9 8VCC=1 =174LS86=1 =1GND1 2 3 4 5 6 774LS86引脚排列16 15 14 13 12 11 10 9C C GND B AΣ 44011 BΣ4174LS83AA 2A Σ AB V Σ B 4333CC221 2 3 4 5 6 7 874LS83引脚排列74LS83A是一个内部超前进位的高速四位二进制串行进位全加器，它接收两个四位二进制数(A~A，B~B)，和一个进位输入(C)，并对每一位产生二进制和14140 (Σ~Σ)输出，还有从最高有效位(第四位)产生的进位输出(C)。
该组件有144越过所有四个位产生内部超前进位的特点，提高了运算速度。
另外不需要对逻辑电平反相，就可以实现循环进位。
三、实验仪器和器件1(实验仪器(1)DZX-2B型电子学综合实验装置(2)万用表(MF47型)2(器件(1)74LS00(二输入端四与非门)(2)74LS86(二输入端四异或门)(3)74LS83(四位二进制全加器)(4)74LS54(双二双三输入端与或非门)四、实验内容1(设计用纯与非门组成的半加器，分析、验证其逻辑功能;解:?根据设计任务列出真值表输入输出A B Y C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1?根据真值表写出逻辑表达式C=AB Y,AB，AB?对逻辑表达式进行化简Y =A?B C=AB?根据所用逻辑门的类型将化简后的逻辑表达式整理成符合要求的形式Y =A?B= C=AB,AB AAB,BAB?根据整理后的逻辑表达式画出逻辑图? Y2 & 接A 逻=AB Y? 辑1& & YY 1 接电Y=A AB 电2平 ? B 平& Y=B AB ?3 Y3 显Y=A?B 示 ? & C=AB C图5-1 半加器设计参考图?根据逻辑图装接实验电路，测试其逻辑功能并加以修正表5-1’(验证) 表5-1(分析)输入输出输入逐级输出Y B C B A B Y C A B YYYY C 1 2 3A 0 1 A 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 00 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 01 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 01 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 卡诺图Y= A?B C=AB 2(设计用异或门组成半加器，并测试其逻辑功能; 解:???步骤同上?根据所用逻辑门的类型将化简后的逻辑表达式整理成符合要求的形式Y =A?B C= AB,AB?根据整理后的逻辑表达式画出逻辑图?根据逻辑图装接实验电路，测试其逻辑功能并加以修正表5-2输入输出接接=1 A Y ? 逻电A B Y C 辑平显电0 0 0 0 平示 B ? C ? & & 0 1 1 0 图5-2测量由异或门组成的半加器的逻辑功能 1 0 1 01 1 0 12(设计用74LS54、74LS86、74LS00组成全加器，并测试其逻辑功能;解:?根据设计任务列出真值表输入输出 ?根据真值表写出逻辑表达式 Y C A B C 00 0 0 0 0 Y,ABC，ABC，ABC，ABC00000 1 0 1 0C,ABC，ABC，ABC，ABC00001 0 0 1 01 1 0 0 1 ?对逻辑表达式进行化简0 0 1 1 0，，，，，，，，Y,AB，ABC，AB，ABC,A,BC，A,BC0 1 1 0 1 00001 0 1 0 1 ，，，，，，,A,BC，A,BC,A,B,C0001 1 1 1 1，，，，，，C,ABC，C，AB，ABC,AB，A,BC0000?根据所用逻辑门的类型将化简后的逻辑表达式整理成符合要求的形式，， Y,A,B,C0，， C,AB，A,BC0?根据整理后的逻辑表达式画出逻辑图?根据逻辑图装接实验电路，测试其逻辑功能并加以修正表5-3接电平显示 C 输入输出 Y A B CY C 074LS00 & 0 0 0 0 0 ? 0 1 0 1 0 ?1 0 0 1 0 ?1 =1 =11 1 0 0 1 & & & & 0 0 1 1 0 1/2 74LS860 1 1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? 1 0 1 0 1 ? A B C0 1 1 1 1 1 74LS54 接逻辑电平图5-34(分析四位二进制全加器74LS83A的逻辑功能;接电平显示Σ Σ Σ Σ 4321接接电“0” CC4 0 FAFAFAFA4 3 2 1 平或显“1” ? ? 示 ? ?74LS83A A/AA/AB/BB/B24 13 24 24接逻辑电平图5-4 分析四位二进制全加器74LS83A的逻辑功能表5-4输出输入C=0 C=1 00B/BA/A B/B A/A ΣΣΣΣCΣΣΣΣC24 2413131 2 3 4 4 1 2 3 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 10 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 11 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 00 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 01 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1*5(用加法器74LS83A实现BCD码和余三码之间的相互转换。
半加器和全加器的设计
一、一、 半加器和全加器的设计半加器和全加器的设计
1.1. 实验目的：通过一位全加器的设计和仿真，熟悉基于Quartus QuartusⅡ软件进行原理图设Ⅱ软件进行原理图设计的基本流程。
该全加器通过两步实现，首先设计一个半加器，将半加器生成原理图符号，以供调用，然后用半加器构成全加器。
以供调用，然后用半加器构成全加器。
2.2. 原理图设计源文件原理图设计源文件
（1）半加器的设计原理图）半加器的设计原理图
图1-1 半加器原理图半加器原理图
（2）全加器的设计原理图）全加器的设计原理图
图1-2 全加器原理图全加器原理图
3.3. 设计仿真图设计仿真图
（1） 半加器的功能仿真图半加器的功能仿真图
图1-3 半加器功能仿真图半加器功能仿真图
（2） 全加器的功能仿真图全加器的功能仿真图
图1-4 全加器功能仿真图全加器功能仿真图。
组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)
组合逻辑电路是数字电路中的一种重要类型，主要用于实现逻辑运算和计算功能。
其中，半加器和全加器是组合逻辑电路的两种基本结构，通过它们可以实现数字加法运算。
本文将详细介绍组合逻辑电路的相关知识，包括半加器、全加器以及逻辑运算的原理和应用。
一、半加器半加器是一种简单的数字电路，用于对两个输入进行加法运算，并输出其和及进位。
其结构由两个输入端(A、B)、两个输出端(S、C)组成，其中S表示和，C表示进位。
半加器的真值表如下：A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1从真值表可以看出，半加器只能实现单位加法运算，并不能处理进位的问题。
当需要进行多位数的加法运算时，就需要使用全加器来实现。
二、全加器全加器是用于多位数加法运算的重要逻辑电路，它能够处理两个输入以及上一位的进位，并输出本位的和以及进位。
全加器由三个输入端(A、B、Cin)和两个输出端(S、Cout)组成，其中Cin表示上一位的进位，S表示和，Cout表示进位。
全加器的真值表如下：A B Cin S Cout0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1通过全加器的应用，可以实现多位数的加法运算，并能够处理进位的问题，是数字电路中的重要组成部分。
三、逻辑运算除了实现加法运算外，组合逻辑电路还可用于实现逻辑运算，包括与、或、非、异或等运算。
这些逻辑运算能够帮助数字电路实现复杂的逻辑功能，例如比较、判断、选择等。
逻辑运算的应用十分广泛，不仅在计算机系统中大量使用，而且在通信、控制、测量等领域也有着重要的作用。
四、组合逻辑电路的应用组合逻辑电路在数字电路中有着广泛的应用，其不仅可以实现加法运算和逻辑运算，还可以用于构建各种数字系统，包括计数器、时序逻辑电路、状态机、多媒体处理器等。
组合逻辑电路还在通信、控制、仪器仪表等领域得到了广泛的应用，为现代科技的发展提供了重要支持。
加法器ppt课件
A
0 0 1 1
B
0 1 0 1
S
0 1 1 0
C
0 0 0 1
思考：如何在只能用与非门的情况下做出半加器？
三丶全加器
全加器的特点：全加器与半加器的不同是它的求和运算考虑了低位
来的进位信号的影响。它能进行加数（A）、被加数（B）和低位的 进位（Cn-1）相加，并根据求和（S）结果给出该位的进位（Cn）信 号。
பைடு நூலகம்
思考：如何用两个半加器构成一个一位全加器？
A
0 0
B
0 0
Cn-1
S
0 1
Cn
0 0
ABCn - 1
0 1
0
0 1 1
1
1 0 0
0
1 0 1
1
0 1 0
0
1 0 1
ABCn - 1
ABCn - 1 ABCn -1
ABCn - 1
ABCn - 1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
AB Cn - 1
Si Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1
Ci1(Ai Bi ) Ci1(Ai Bi )
Ai Bi Ci1
Ci Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1 Ai BiCi1
Ai Bi Bi Ci-1 Ai Ci-1
S = Cn-1 (A B) C n = AnBn+Cn-1(An Bn) = AnBn Cn-1(An Bn)
加法器
工学院应用电子05班罗坤
一丶知识回顾
• 逻辑函数的三种基本运算
二进制半加器和全加器
二进制半加器和全加器一、引言在计算机科学中，二进制加法是一项基础而重要的操作。
二进制半加器和全加器是实现二进制加法的关键组件。
本文将介绍二进制半加器和全加器的定义、功能及应用。
二、二进制半加器二进制半加器是一种简单的电子电路，用于对两个二进制位进行相加。
其输入包括两个二进制位A和B，输出包括两个部分：和位S 和进位位C。
半加器的真值表如下所示：输入输出A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1从真值表可以看出，和位S等于A和B的异或操作结果，进位位C 等于A和B的与操作结果。
半加器的逻辑电路图如下所示：A-----\|+----AND----S| |XOR || |B-----/三、二进制全加器二进制全加器是一种能够对三个输入位进行相加的电子电路。
其输入包括两个二进制位A和B，以及一个进位位Cin。
输出包括两个部分：和位S和进位位Cout。
全加器的真值表如下所示：输入输出A B Cin S Cout0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1从真值表可以看出，和位S等于A、B和Cin的异或操作结果，进位位Cout等于A、B和Cin的与操作结果和A、B或Cin的与操作结果的异或操作结果。
全加器的逻辑电路图如下所示：A-----\|+----AND1----S| |XOR || |Cin----AND2----Cout| |+----OR四、应用二进制半加器和全加器在计算机科学中有着广泛的应用。
在计算机的算术逻辑单元（ALU）中，半加器用于对两个二进制位进行加法运算，全加器用于对三个二进制位进行加法运算。
ALU是计算机中负责执行算术和逻辑运算的关键部件之一。
二进制半加器和全加器还可以用于实现其他复杂的逻辑电路，如计数器、移位寄存器、多路选择器等。
在这些应用中，半加器和全加器作为基本的构建模块，可以灵活组合和连接，实现各种复杂的逻辑功能。
《加法器及运算》课件
常见的加法器类型
半加器
半加器是最简单的加法器类 型，仅能对单个二进制位进 行相加。它由两个逻辑门组 成，并输出两个结果：和与 进位。
全加器
全加器是一种能够对两个二 进制位进行相加的加法器类 型。它不仅考虑相加的位本 身，还考虑前一位的进位情 况。
布加器
布加器是多位加法器的扩展， 能够对多个二进制位进行相 加。它由多个全加器和逻辑 门组成，实现多位数的加法 运算。
《加法器及运算》PPT课 件
欢迎阅览《加法器及运算》PPT课件。本课件将带您深入了解加法器的概述、 工作原理、类型、应用领域、性能评估和设计优化方法。
加法器的概述
加法器是数字电路中一种常见的逻辑电路，用于将两个二进制数相加。了解加法器的基本概念和原理是深入学 习数字电路的关键。
பைடு நூலகம்
加法器的工作原理
加法器通过电子元件的逻辑运算实现二进制数的相加，主要包括半加器和全 加器两种类型。了解加法器的工作原理对于设计和优化加法器至关重要。
4 密码学
加法器用于密码学的加密算法中，实现数字 签名、数据认证和加密解密等安全操作。
加法器的性能评估指标
1 速度
加法器的速度是指完成加法运算的时间，通常以时钟周期计算。
2 功耗
加法器的功耗是指在加法运算中消耗的能量，对于低功耗应用至关重要。
3 面积
加法器的面积是指加法器所占用的芯片空间大小，与集成度和成本有关。
加法器的应用领域
1 计算机系统
2 通信系统
加法器在计算机系统中被广泛应用，用于实 现各种数字运算，如整数相加、浮点数加减、 数据传输等。
加法器在通信系统中用于数字信号的处理和 数据解码，以实现高效的数据传输和通信。
分立元门电路L门电路半加器全加器PPT课件
按制作工艺可分为双极型/单极性两大类。 TTL、CMOS逻辑门电路应用最广泛。 TTL:输入和输出端都是半导体晶体管，称之为 transistor –transistor logic gate
1 TTL与非门
Y=A B C
+5V
R1
R2
R4
T1
A B C
多发射极 三极管
(2) 输入全为高电平“1”(3.6V)时
+5V
钳4位.32V.1V
E结反偏
T1
“1” (3.6V)
A
B C
输入全高 “1”,输出为 低“0”
R1
R2
R4
1V
T3
T2
全导通
截止
T4
Y
T5
“0” (0.3V)
R3
R5
负载电流
（灌电流）
T2、T5饱和导通
“与非” 门逻辑状态表 逻辑表达式： Y=A B C
T5 R3 360
(4)TTL与非门的主要参数 (不要求) 输出高电平的下限值 UOH(min) 输出低电平的上限值 UOL(max)
阈值电压或门槛电压 UTH
低电平输入电流IIL
高电平输入电流IIH 输入为高电平时流入输 入端的电流(几十微安)
输入为低电平时 流入输入端的电 流
输入短路电流IIS (-1.6mA)
真值表
A B CI S C
00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111
S ( AB AB)CI ( AB AB)CI
C ( AB AB )CI AB ( A B)CI AB
全加器逻辑图
组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)
一种常见的实现方式是使 用异或门实现和S，使用 与门实现进位C。
半加器的性能分析
逻辑级数
半加器的逻辑级数通常较低，因 为它只涉及基本的逻辑运算。
可靠性
半加器的结构简单，因此具有较 高的可靠性。
延迟时间
由于逻辑级数较低，半加器的延 迟时间相对较短。
资源消耗
半加器使用的逻辑门数量相对较 少，因此在资源消耗方面较为经 济。
组合逻辑电路(半加器 全加器及逻辑运算)
• 组合逻辑电路概述 • 半加器原理与设计 • 全加器原理与设计 • 逻辑运算原理与设计 • 组合逻辑电路的分析与设计方法 • 组合逻辑电路在数字系统中的应用
目录
Part
01
组合逻辑电路概述
定义与特点
定义
无记忆性
组合逻辑电路是一种没有记忆功能的数字 电路，其输出仅取决于当前的输入信号， 而与电路过去的状态无关。
比较器
比较两个二进制数的大小关系，根 据比较结果输出相应的信号，可以 使用与门、或门和非门实现。
全加器
在半加器的基础上增加对进位的处理 ，使用与门、或门和异或门实现两个 一位二进制数带进位的加法运算。
多路选择器
根据选择信号的不同，从多个输 入信号中选择一个输出，可以使 用与门、或门和非门实现。
Part
用于实现控制系统的逻辑 控制、数据处理等功能。
Part
02
半加器原理与设计
半加器的基本原理
半加器是一种基本的组合 逻辑电路，用于实现两个 二进制数的加法运算。
它接收两个输入信号A和 B，并产生两个输出信号： 和S以及进位C。
半加器不考虑来自低位的进 位输入，因此只能处理两个 一位二进制数的加法。
组合逻辑电路的应用领域
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和数S 0 1 1 0
进位数C 0 0 0 1
3、半加器的逻辑表达式：
SABABAB
CAB
.
3
半加器与全加器设计
一、半加器设计 4、半加器的图形编辑：
.
4
半加器与全加器设计
二、全加器设计
1、全加器分析： 半加器（一位二进制）全加器除考虑两个
加数外，还考虑了低位的进位 。
输入端有3个，分别为加数、被加数与低 位进位。
二、全加器设计 4、全加器的图形编辑：
.
8
半加器与全加器设计
三、用半加器元件进行全加器设计
.
9
半加器与全加器设计
.
1
半加器与全加器设计
一、半加器设计
1、半加器分析： 半加器（一位二进制）只考虑了两个加数
本身，没有考虑由低位来的进位。
输入端有2个，分Байду номын сангаас为加数与被加数； 输出端有2个，分别为和与进位。
.
2
半加器与全加器设计
一、半加器设计 2、半加器的真值表：
被加数A 0 0 1 1
加数B 0 1 0 1
输出端有2个，分别为和与进位；
.
5
半加器与全加器设计
二、全加器设计 2、全加器的真值表：
Ai
Bi
Ci-1 Si
Ci
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
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6
半加器与全加器设计
二、全加器设计 3、全加器的逻辑表达式：
SiA i B i C i 1
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7
半加器与全加器设计