加减运算电路设计
verilog 加减法
verilog 加减法Verilog是一种硬件描述语言（HDL），用于设计电子电路和系统。
它是工业界和学术界最广泛使用的HDL之一，被广泛用于设计数字集成电路（ASIC）和可编程逻辑器件（FPGA）。
加法和减法是数字电路中最基础的运算操作。
在Verilog中，我们可以使用各种不同的方法来实现加法和减法电路。
本文将详细介绍Verilog中的加法和减法电路的设计和实现。
一、加法电路设计加法电路是将两个二进制数相加得到二进制和的电路。
在Verilog中，我们可以使用全加器（full adder）来实现加法电路。
全加器的真值表如下：输入输出A B Cin Sum 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根据真值表，我们可以得到全加器的逻辑表达式如下：Sum = A XOR B XOR CinCout = (A AND B) OR (Cin AND (A XOR B))下面是一个使用全加器实现的4位加法电路的Verilog代码示例：```verilogmodule adder4(input [3:0] A,input [3:0] B,input Cin,output [3:0] Sum,output Cout);wire c1, c2, c3;full_adder fa0(A[0], B[0], Cin, Sum[0], c1);full_adder fa1(A[1], B[1], c1, Sum[1], c2);full_adder fa2(A[2], B[2], c2, Sum[2], c3);full_adder fa3(A[3], B[3], c3, Sum[3], Cout);endmodulemodule full_adder(input A,input B,input Cin,output Sum,output Cout);assign Sum = A ^ B ^ Cin;assign Cout = (A & B) | (Cin & (A ^ B));endmodule```上述代码中，我们定义了一个4位加法电路"adder4"，它有两个4位输入A和B，一个输入Cin和一个4位输出Sum和一个输出Cout。
可控加减法电路设计实验报告
可控加减法电路设计实验报告一、实验目的。
1.了解四位二进制数运算的基本原理,制定设计方案。
2.利用ISE软件进行可编程逻辑器件设计,完成逻辑仿真功能。
3.使用编译器将设计实现,下载到BASYS2实验板上进行调试和验证所设计的四位二进制数的运算。
二、实验器材。
1.Pentium—Ⅲ计算机一台；2.BASYS2 实验板一只；三、实验方案。
1.基本功能。
实现了两个四位二进制数的加减法运算,能够在输出端得出结果.2.清零功能。
利用一个微动开关，在逻辑程序中表示出当按下微动开关后两个操作数都变为零。
再调用以前的加法程序，即可实现输出结果清零。
3.用数码管显示。
编写程序，将数值转换为七段显示器显示。
将运算结果输送到数码管中。
值得注意的是四个数码管要显示不同的数字，就需要利用到人的视觉误差，做一些短暂的延时。
4.溢出显示。
本实验中，设计的是一个无符号数加减法器，因而其共有两种溢出情况一，减法时，减数大于被减数，针对这种情况可以利用比较大小进行溢出判断；二，加法时，被操作数之和大于15。
判断进位，如果进位为1则显示溢出，若反之，则不显示。
四、实验原理图。
五、实验模块说明及部分代码。
1.add1部分。
将输入的两个操作数相加并判断大小。
相加结果放在led中，进位放在carry中。
led[0]=num1[0]^num2[0];carry[0]=num1[0]&num2[0];led[1]=num1[1]^num2[1]^carry[0];carry[1]=(num1[1]&num2[1])|(carry[0]&(num1[1]^num2[1]));led[2]=num1[2]^num2[2]^carry[1];carry[2]=(num1[2]&num2[2])|(carry[1]&(num1[2]^num2[2]));led[3]=num1[3]^num2[3]^carry[2];if(add)begincarry[3]=(num1[3]&num2[3])|(carry[2]&(num1[3]^num2[3]));endif(sub)beginif(compare)carry[3]=1;elsecarry[3]=(num1[3]&num2[3])|(carry[2]&(num1[3]^num2[3]))&(~sub); 2.seg7ment。
数字电路课程设计之加减法运算电路设计(1)
设计资料1加减法运算电路设计1．设计内容及要求1.设计一个4位并行加减法运算电路，输入数为一位十进制数，且作减法运算时被减数要大于或等于减数。
2.led 灯组成的七段式数码管显示置入的待运算的两个数，按键控制运算模式，运算完毕，所得结果亦用数码管显示。
3.提出至少两种设计实现方案，并优选方案进行设计2.结构设计与方案选择2.1电路原理方框图电路原理方框图如下→ →图1-1二进制加减运算原理框图如图1-1所示，第一步置入两个四位二进制数（要求置入的数小于1010），如（1001）2和（0111）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7；第二步通过开关选择运算方式加或者减；第三步，若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
即：若选择加法运算方式，则（1001）2+（0111）2=（10000）2 十进制9+7=16置数开关选择运算方式加法运算电路减法运算电路译码显示计算结果显示所置入的两个一位十进制数并在七段译码显示器上显示16.若选择减法运算方式，则（1001）2-（0111）2=（00010）2十进制9-7=2 并在七段译码显示器上显示02.2.2加减运算电路方案设计2.2.1加减运算方案一如图2-2-1所示：通过开关S2——S9接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，译码显示器U13和U15分别显示所置入的两个数。
数A 直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4——A1端，74LS283的B4——B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上，另一输入端分别接开关S6——S9，通过开关S6——S9控制数B的输入。
当开关S1接低电平时，B与0异或的结果为B，通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
当开关S1接高电平时，B与1异或的结果为B非，置入的数B在74LS283的输入端为B的反码，且74LS283的进位信号C0为1，其完成S=A+B （反码）+1，实际上其计算的结果为S=A-B完成减法运算。
加法运算和减法运算电路
=8V
12
例：由三运放放大器组成的温度测量电路。
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui
_
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt ：热敏电阻
集成化:仪表放大器
13
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui _
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt f (TC)
( RP2 // R RP1 RP 2 //
R ui1
RP
RP1 // R 2 RP1 //
R
ui
2
)
(R1 Rf )Rf R1 R f
( RP1
//
RP 2
//
R)(
ui1 RP1
ui 2 ) RP 2
将RP= RN的条件代入可得：
uo
Rf
( ui1 RP1
ui 2 RP 2
)
在RP1=
RP2
ui1
可以变为：
uo ui2 ui1
反相输入结构的减法电路，由于出现虚地，放大电路没
有共模信号，故允许 ui1 、ui2 的共模电压范围较大，且输
入阻抗较低。在电路中，为减小温漂提高运算精度，同相端
须加接平衡电阻。
4
6.2.2 减法运算电路
1、差动减法器
由Ui1产生的输出电压为：
uo
Rf R1
8位可控加减法电路设计logisim的源码
8位可控加减法电路设计logisim的源码在Logisim中设计8位可控加减法电路的源码Logisim是一款功能强大的数字逻辑电路仿真软件，在本文中，我们将使用Logisim来设计一个8位可控加减法电路的源码。
此电路能够接收两个8位的二进制数，并根据一个控制信号来选择加法或减法运算。
我们将详细讲解设计思路，并提供完整的源码。
首先，我们需要了解8位加减法电路的基本原理。
在二进制加法中，我们使用全加器来进行每一位的相加操作。
而在二进制减法中，我们需要借位操作，即从上一位借一位。
因此，我们需要在电路中加入一个标志位，来表示是否进行借位操作。
接下来，我们进入Logisim软件，创建一个新的电路文件。
我们将会用到输入端口、输出端口、全加器和标志位等组件。
在Logisim中，这些组件可以通过点击"工具箱"中的相应图标来添加到电路中。
然后，我们需要添加两个8位输入端口，分别用于输入被加数和加数。
同样地，我们还需要添加一个1位输入端口，用于输入控制信号，以选择加法或减法运算。
最后，我们添加一个9位输出端口，用于输出运算结果和标志位。
接下来，我们将使用全加器来设计并实现8位的加法器。
首先，我们需要使用8个全加器分别对每一位进行加法运算。
每个全加器由三个输入和两个输出构成，分别为输入位、被加数位和进位位，以及输出位和进位输出位。
我们将使用门电路来实现全加器的功能。
在Logisim中，我们可以在工具箱中找到门电路的相关组件，如AND门和XOR门。
我们需要依次连接这些门电路组件，来构建一个全加器。
为了方便起见，我们可以先绘制一个全加器的单元电路，然后将其复制并连续地连接起来，形成一个8位加法器。
对于减法运算，我们需要使用补码的方式进行计算。
我们可以通过将减数取反并加1来得到减法的结果。
为了实现这一功能，我们需要对减数进行取反操作，并添加一个加法器。
在加法器后面，我们添加一个标志位来判断是否进行借位操作。
4位加减法并行运算电路(包括拓展8位)
4位加减法并行运算电路(包括拓展8位)二○一二～二○一三学年第一学期电子信息工程系脉冲数字电路课程设计报告书班级：电子信息工程(DB)1004班课程名称：脉冲数字电路课程设计学时： 1 周学生姓名：学号：指导教师：廖宇峰二○一二年九月一、设计任务及主要技术指标和要求➢ 设计目的1. 掌握加/减法运算电路的设计和调试方法。
2. 学习数据存储单元的设计方法。
3. 熟悉集成电路的使用方法。
➢ 设计的内容及主要技术指标1． 设计4位并行加/减法运算电路。
2． 设计寄存器单元。
3． 设计全加器工作单元。
4． 设计互补器工作单元。
5． 扩展为8位并行加/减法运算电路（选作）。
➢ 设计的要求1． 根据任务，设计整机的逻辑电路，画出详细框图和总原理图。
2． 选用中小规模集成器件（如74LS 系列），实现所选定的电路。
提出器材清单。
3． 检查设计结果，进行必要的仿真模拟。
二、方案论证及整体电路逻辑框图➢ 方案的总体设计步骤一因为参与运算的两个二进制数是由同一条数据总线分时串行传入，而加法运算的时候需要两个数的并行输入。
所以需要两个寄存器分别通过片选信号，依次对两个二进制进行存储，分别在寄存器的D c B A Q Q Q Q 端口将两个4位二进制数变成并行输出； 步骤二 为了便于观察置入两个4位二进制数的数值大小，根据人们的习惯，在寄存器的输出端，利用两个七段译码器将二进制数转化为十进制数； 步骤三通过开关选择加/减运算方式；步骤四若选择加法运算方式，对所置入数送入加法运算电路进行运算；即：9)1001()0110()0011(222==+ 【十进制：963=+】又或：15)1111()0100()1011(222==+ 【十进制：15511=+】步骤五若选择减法运算方式，对所置入数送入减法运算电路进行运算；即：2)0010()0101()0111(222==- 【十进制：257=-】又或：10)1010()1101()0011(222=-=- 【十进制：10133-=-】步骤六为了便于观察最后的计算结果，以及对最后的计算结果的正确性能做出快速的判断，根据人们的习惯，同上，将计算出的结果输入七段译码器进行译码显示。
简单加减计算电路
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）。
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。
基于集成运算放大器的加减法运算电路的分析与设计
即 ： ^ 。= ^〇12 + ^〇34
(6)
仅 考 虑 反 相 端 输 入 信 号 [/„和 [ ^ 的 作 用 时 ，电路变成
了反相求和电路，可 得 ：
Uol2 =
~ ^ Ui2
(7 )
仅 考 虑 同 相 端 输 入 t/i3和 t/i4 的 作用时，电路变成了同
相求和电路，可 得 ：
将 （1 0 ) 式化简后可得：
电 压 表 的 读 数 -9.987V 相 比 ，存 在 0 . 1 3 % 的相对误差。观
察 （1 ) 式 可 知 ，在 忽 略 误 差 的 情 况 下 ，输 出 电 压 ％ 在数
值 上 等 于 反 馈 电 阻 馬 与 信 号 源 的 “入端电阻”负 之 比 再 乘
以 输 入 信 号 由 于 输 入 信 号 从 运 放 的 反 相 端 加 入 ，所以
Uo = ~ K^! Uil J<2
^3 + ^ ~ UI*
(11)
代 入 已 经 选 定 的 电 阻 值 和 输 入 信 号 电 压 值 对 （1 1 ) 式
进行计算，可 得 ：
Uo = - 5Utl- 5Ul2+ Ui3+ 10Uu = W
(12)
可见，将 输 出 电 压 的 理 论 计 算 值 I V 与仿真测试结果与 电压表的读数1.012V 相 比 ，存 在 1 . 2 % 的相对误差。
在 此基础上，利 用 Multisim软件辅助设计单运放和双
运放两种不同结构的加减法运算电路〇
1•基本运算电路的分析
■ 1.1反相比例运算电路分析 如 图 1 所示为反相比例运算电路。 由模拟电子技术基
础 可 知 ，当 同 相 端 对 地 的 直 流 电 阻 与 反 相 端 对 地 的 直 流 电 阻 相 等 ，即 及 = 曷 〃 〜 时 ，可以获得比较准确的输入输出表
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本科生实验报告
课程名称：模拟电子技术实验A 实验名称：加减运算电路设计
学院：
专业班级：
学生姓名：
学号：
实验时间：
实验地点：
指导教师：
根据反相与同相加法运算电路的运算关系，输出电压与各个输人电压的运算的关系为
单运放加减运算电路的外电路阻值不易计算和调整，双运放电路不仅克服了，上述缺点，而且对运放本身共模抑制比的要求也较低，如图6-2-2所示。
根据反相求和电路输出与输入关系，可得
若取RF1=R4，则
实验内容及步骤：
设计一个能完成的运算电路。
要求选用单运放加减电路实现，其输出失调电压
1.电路形式及集成运算放大器的选择
电路形式如图6-2-1所示，集成运算放大器采用μA741,其输人失调电流=100~300nA
2.元器件参数的计算
(1)反馈电阻Rp的计算。
Rp的最大值由运放允许的输出失调电压
和输人失调电流决定，即
其中，的大小按手册给定值或实测;为设计要求之一，包括输人失调电压,所引起的，而。
与各电阻有关，故。
为未知，所以只能按式(6-2-5) 取RF的值。
若未提此项要求，则Rr可在低于1MΩ内选取。
RF值不宜过大，因为RF值越大，误差电压和噪声及漂移也越大; RF值也不宜过小，因为RF是负载的一部分，若过小，运放容易过载。
题意取，则
取RF=30kΩ
(2)R1、R2、R3、R4的确定。
设反向端、同向端各自输人信号为零时的直流等效电阻
RN、RP的值相等，可按反相求和原则计算R1、R2、R3、R4的值。
根据题目要求，则
(3)电阻R5的确定。
R5是使RN=RP的平衡电阻，故首先计算在不包括R5时的反相端，同相端各自输入信号为零时的直流等效电阻RA和RB，即
4.电路的安装与调试
(1)静态的测试检查。
1)按电路图6-2-1搭接好实验电路，并细心检查运放组件各管脚位置的连接，切忌正负电源极性接反和输出端短路，否则会损坏集成块，确认无误后方可接通直电源。
2)将输入端接地，用万用表直流电压挡的相应量程测量输出端;此时，如果万用表显示不为零，则需要调整调零电位器旋钮，使输出端电压为零，在调零过程中，万用表的量程应从2V开始逐步变小，直至在毫伏级的量程下，测量输出为零时，结果最精确。
此后的测量应保持电位器滑动端位置不变。
(2)动态测试。
1)当静态检查正常以后，将直流电源切断，输人端与“地”断开。
2)先对各输入信号电压进行初测，使其不超过规定的数值，然后
实验数据及结果分析：（可以附件形式附后）。