数字加法显示电路设计报告
设计一个一位十进制加减法++数字电路课程设计报告
课程设计报告课程：微机系统与接口课程设计学号：姓名：班级：教师：******大学计算机科学与技术学院设计名称：设计一个一位十进制加减法器日期：2010年1月 23日设计内容：1、0-9十个字符和“+”“-”分别对应一个按键，用于数据输入。
2、用一个开关控制加减法器的开关状态。
3、要求在数码显示管上显示结果。
设计目的与要求：1、学习数字逻辑等电路设计方法，熟知加减法器、编码器、译码显示的工作原理及特点；2、培养勤奋认真、分析故障和解决问题的能力。
设计环境或器材、原理与说明：环境：利用多功能虚拟软件Multism8进行电路的制作、调试，并生成文件。
器材：74LS283或者4008， 4个异或门（一片74LS86）（减法）；74LS08，3输入或门（加法）设计原理:图1二进制加减运算原理框图分析：如图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。
设计过程（步骤）或程序代码：实验电路：1:减法电路的实现：（1）：原理：如图1所示（如下），该电路功能为计算A-B。
若n位二进制原码为N原，则与它相对应的补码为N补=2n-N原，补码与反码的关系式为N补=N反+1，A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n(2)：因为B○+1= B非，B○+0=B，所以通过异或门74LS86对输入的数B求其反码，并将进位输入端接逻辑1以实现加1，由此求得B的补码。
加法器相加的结果为：A+B反+1，(3)：由于2n=24=(10000)2,相加结果与相2n减只能由加法器进位输出信号完成。
当进位输出信号为1时，它与2n的差为0；当进位输出信号为0时，它与2n差值为1，同时还要发出借位信号。
加法器电路设计实验报告
加法器电路设计实验报告【加法器电路设计实验报告】一、实验目的本实验的主要目标是通过实际操作，设计并实现一个基础的加法器电路，以深入理解数字逻辑电路的设计原理和工作方式。
通过对半加器、全加器以及多位加法器的设计与搭建，进一步熟悉集成门电路的应用，掌握组合逻辑电路的设计方法，并能对电路的逻辑功能进行有效的验证与分析。
二、实验原理加法器是数字系统中的基本运算单元，其核心工作原理基于二进制数的加法规则。
在最基础的层面上，一个半加器（Half Adder）用于计算两个一位二进制数的和，同时产生一个进位输出；而全加器（Full Adder）在此基础上增加了处理来自低位的进位输入，可以完成三位二进制数的相加。
对于多位二进制数的加法，可以通过级联多个全加器来实现。
1. 半加器：由两个异或门（XOR）实现“和”输出，一个与门（AND）实现“进位”输出，即S=A XOR B，Cout=A AND B。
2. 全加器：除了接收两个数据输入A和B外，还接收一个进位输入Cin，同样由异或门计算“和”，但“进位”输出需要考虑三个输入的与或逻辑关系，即S=A XOR B XOR Cin，Cout=(A AND B) OR (B AND Cin) OR (A AND Cin)。
三、实验步骤1. 半加器设计：首先，利用集成电路库中的逻辑门元件构建半加器，将A 和B作为异或门的输入得到和信号S，将A和B分别连接到与门的两个输入端得到进位信号Cout。
2. 全加器设计：在半加器的基础上，增加一个输入端Cin代表低位的进位，同样运用异或门和与门组合形成全加器的逻辑结构，根据全加器的逻辑表达式连接各门电路。
3. 多位加法器设计：为了实现多位二进制数的加法，将若干个全加器按照从低位到高位的顺序级联起来，每级全加器的进位输出连接到下一级的进位输入。
四、实验结果及分析经过电路设计与仿真测试，成功实现了从半加器到多位加法器的功能转化。
当给定两组多位二进制数后，所设计的加法器电路能够准确无误地计算出它们的和，并正确显示进位信息。
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。
设计一个一位十进制加减法++数字电路课程设计报告
设计一个一位十进制加减法++数字电路课程设计报告一位十进制加减法++数字电路课程设计报告摘要：本文介绍了一位十进制加减法++数字电路课程设计的具体实现步骤。
通过串行和并行方式，使用ALU模块实现对数字的加减法运算，并模拟真实的计算机系统。
最后，将实现的电路连接到FPGA上，并在XilinxISE环境中进行调试和测试。
关键词：十进制加减法； ALU； FPGA； XilinxISE1 绪论随着信息技术的发展，数字电路处理能力也越来越强大。
在数字电路设计中，加减法运算是最基本的运算，因此如何实现十进制加减法++数字电路设计成为研究的重点。
本文将介绍一位十进制加减法++数字电路设计的具体实现步骤，并将实现的电路连接到FPGA上，并在XilinxISE环境中进行调试和测试，以便快速实现和调试。
2 原理说明十进制加减法++数字电路设计是一种实现数字加减法运算的电路，它可以通过串行或并行的方式来实现，主要包括以下几部分：(1) 数据输入：数字输入的格式一般为二进制、八进制、十进制或十六进制，可以使用输入设备（如键盘、指针装置等）输入；(2) ALU模块：ALU模块（算术逻辑单元）是实现加减法运算的最主要组成部分，它包括算术逻辑和控制逻辑；(3) 数据输出：数据输出的格式一般为二进制、八进制、十进制或十六进制，可以使用输出设备（如显示器、打印机等）进行输出；(4) 控制逻辑：控制逻辑主要由指令和控制状态机构成，控制状态机负责控制ALU模块的加减法运算，而指令则控制整个系统的运行状态。
3 电路设计（1）ALU模块设计：由于加减法运算是ALU模块的主要功能，因此该模块必须具备加减法运算的能力，同时应具备移位、带符号处理、移位定位、逻辑运算等功能。
（2）控制逻辑设计：为了控制ALU的加减法运算，必须设计一套控制逻辑，该控制逻辑主要由指令和控制状态机构成，指令用于控制系统的运行状态，而控制状态机则控制ALU模块的加减法运算，实现真实的计算机系统。
EDA实验8位加法器的设计实验报告_王炜20150414
EDA实验8位加法器的设计实验报告_王炜20150414电⽓与信息⼯程学院电⼦设计⾃动化实验报告实验⼆8位加法器设计指导⽼师：谭会⽣⽼师学⽣姓名：王炜班级：电⼦信息1202学号：12401720207实验时间：2015-04-07实验⼆8位加法器设计1.实验⽬的（1）掌握EDA使⽤⼯具QUARTUS2 的使⽤⽅法。
（2）学会⽤quartus软件建⽴项⽬并编写程序和调试下载的⽅法。
（3）掌握VHDL程序的软件及硬件的仿真⽅法。
2.实验内容设计并调试好⼀个由两个4位⼆进制并⾏加法器级联⽽成的8位⼆进制并⾏加法器，并⽤软件QUARTUS II进⾏仿验证。
3.实验条件开发软件：Quartus ii 8.04.实验设计1）系统原理框图系统设计思路：加法器是数字系统中的基本逻辑器件，减法器和硬件乘法器都可以由加法器来构成。
多位加法器的构成有两种⽅式：并⾏进位和串⾏进位。
并⾏进位加法器设有进位产⽣逻辑，运算速度加快；串⾏进位⽅式是将全加器级联构成多位加法器。
并⾏进位加法器通常⽐串⾏级联加法器占⽤的更多的资源。
随着位数的增加，相同位数的并⾏加法器与串⾏加法器的资源占⽤差距也越来越⼤。
因此，在⼯程中使⽤的加法器时，要在速度和容量之间寻找平衡点。
设计⽅法：为了简化设计并便于显⽰，本计数器电路ADDER8B的设计分为两个层次，其中底层电路包括两个4位⼆进制并⾏加法器ADDER8B，再由这两个模块按照图2-1所⽰的原理图构成顶层电路ADDER8B。
这⾥我们采⽤由两个4位⼆进制并⾏加法器级联⽽成的⽅案。
图2-1 ADDER8B电路原理图2）VHDL程序8位加法器的底层和顶层电路均采⽤VHDL⽂本输⼊，有关VHDL程序如下：4位⼆进制并⾏加法器的VHDL源程序：--ADDER4B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADDER4B ISPORT(C4:IN STD_LOGIC;A4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);B4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);S4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO4:OUT STD_LOGIC);END ENTITY ADDER4B;ARCHITECTURE ART OF ADDER4B ISSIGNAL S5:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);SIGNAL A5,B5:STD_LOGIC_VECTOR(4 DOWNTO 0);BEGINA5<='0'&A4B5<='0'&B4S5<=A5+B5+C4;S4<=S5(3 DOWNTO 0);CO4<=S5(4);END ARCHITECTURE ART;8位⼆进制并⾏加法器的VHDL源程序：--ADDER8B.VHDLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY ADDER8B ISPORT(C8:IN STD_LOGIC;A8:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);B8:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);S8:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);CO8:OUT STD_LOGIC);END ENTITY ADDER8B;ARCHITECTURE ART OF ADDER8B ISCOMPONENT ADDER4B ISPORT(C4:IN STD_LOGIC;A4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);B4:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);S4:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);CO4:OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ADDER4B;SIGNAL SC:STD_LOGIC;BEGINU1:ADDER4BPORT MAP(C4=>C8,A4=>A8(3 DOWNTO 0),B4=>B8(3 DOWNTO 0), S4=>S8(3 DOWNTO 0),CO4=>SC);U2:ADDER4BPORT MAP(C4=>SC,A4=>A8(7 DOWNTO 4),B4=>B8(7 DOWNTO 4), S4=>S8(7 DOWNTO 4),CO4=>CO8);END ARCHITECTURE ART;3）仿真波形设置顶层ADDER8B仿真输⼊设置及可能结果估计图如图2-2。
设计一个一位十进制加减法++数字电路课程设计报告.doc
课程设计报告课程：微机系统与接口课程设计学号：姓名：班级：教师：******大学计算机科学与技术学院设计名称：设计一个一位十进制加减法器日期：2010年1月 23日设计内容：1、0-9 十个字符和“ +”“ -”分别对应一个按键，用于数据输入。
2、用一个开关控制加减法器的开关状态。
3、要求在数码显示管上显示结果。
设计目的与要求：1、学习数字逻辑等电路设计方法，熟知加减法器、编码器、译码显示的工作原理及特点；2、培养勤奋认真、分析故障和解决问题的能力。
设计环境或器材、原理与说明：环境：利用多功能虚拟软件Multism8 进行电路的制作、调试，并生成文件。
器材：74LS283或者 4008， 4 个异或门（一片74LS86）（减法）； 74LS08，3 283 引脚图输入或门（加法）设计原理 :显示所置入的两加法运算个一位十进制数电路开关选择运置数算方式减法运算电路译码显示计算结果图 1 二进制加减运算原理框图分析：如图 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。
设计过程（步骤）或程序代码：实验电路：1:减法电路的实现：（ 1）：原理：如图 1 所示（如下），该电路功能为计算A-B。
若 n 位二进制原码为 N 原，则与它相对应的补码为 N 补 =2n-N 原，补码与反码的关系式为 N 补 =N 反+1，A-B=A+B补 -2n=A+B 反+1-2n(2)：因为 B○+1= B非，B○+0=B，所以通过异或门 74LS86对输入的数 B 求其反码，并将进位输入端接逻辑 1 以实现加 1，由此求得 B 的补码。
数字电路实验报告3
数字电路实验报告3实验目的本实验旨在通过实际操作，进一步了解数字电路中的加法器和减法器的基本原理，并通过观察和分析实验结果，加深对数字电路的理解。
实验原理加法器加法器是数字电路中常用的逻辑电路，用于将两个二进制数相加。
常见的加法器有半加法器、全加法器等。
在本实验中，我们将使用半加法器和全加法器来实现二进制数的加法运算。
半加法器是最基本的加法器，它只能实现1位二进制数的相加。
半加法器有两个输入端A和B，表示要相加的两个二进制位，以及两个输出端Sum和Carry，分别表示相加的结果和进位。
全加法器是在半加法器的基础上进行改进，可以实现多位二进制数的相加。
全加法器有三个输入端A、B和Carry-in，分别表示要相加的两个二进制位和进位。
它还有两个输出端Sum和Carry-out，分别表示相加的结果和进位。
减法器减法器是用于实现二进制数的减法运算的数字电路。
它可以将两个二进制数相减，并得到减法的结果。
在本实验中，我们将使用全减法器来实现二进制数的减法运算。
全减法器是将半减法器进行组合得到的。
它有三个输入端A、B和Borrow-in，分别表示被减数、减数和借位。
它还有两个输出端Diff和Borrow-out，分别表示减法的结果和借位。
实验步骤1.搭建半加法器电路：根据半加法器的原理图，使用逻辑门和触发器等器件，搭建一个半加法器电路。
2.连接输入端：将两个二进制数的相应位连接到半加法器电路的输入端A和B上。
3.连接输出端：将半加法器电路的输出端Sum和Carry连接到示波器上，用于观察结果。
4.输入数据：给输入端A和B分别输入二进制数，记录输入的数值。
5.观察结果：观察示波器上显示的结果，并记录下来。
6.分析结果：根据观察到的结果，分析二进制数的相加运算是否正确，以及进位是否正确。
7.搭建全加法器电路：根据全加法器的原理图，使用逻辑门和触发器等器件，搭建一个全加法器电路。
8.连接输入端：将两个二进制数的相应位和进位信号连接到全加法器电路的输入端A、B和Carry-in上。
8位可控加减法电路设计实验报告
8位可控加减法电路设计实验报告本文针对８位可控加减法电路设计实验，利用TM1638底板，结合TTL集成电路实现了一个可以实现８位加减法计算的电路系统，并分析设计主要原理及关键技术点，如TTL集成电路的基本原理、TM1638底板的工作原理、LED显示灯的控制原理等。
最后，结合实验结果得出结论，使实验通过率达100%，并对其作出展望，认为者该电路设计具有较强的灵活性及实用性，可以应用在其他计算机系统中，用于计算出大量的结果。
【Keywords】：TM1638底板减法电路 TTL成电路 LED【1.言】近年来，在电子工程领域，加减法电路应用越来越普遍。
它可以实现简单的运算操作，不仅可以提高计算机系统的效率，也可以减少复杂的运算步骤，从而更有效地实现加减法的计算，极大提高了计算能力。
因此，加减法电路的设计变得越来越重要。
本文旨在为８位可控加减法电路设计实验提供实验研究报告，使用TM1638底板和TTL集成电路实现８位加减法计算。
在本实验中，采用测试方法和实验技术进行实验，并分析了设计的主要原理及关键技术点。
【2.文】（1）TM1638底板.TM1638底板用来连接TTL集成电路和LED显示灯，以实现加减法电路设计。
该底板的工作原理是：将微处理器的控制信号由串行输入口输入，然后由控制电路将控制信号转变为8路控制，并将其分配到各个LED显示灯，实现控制功能。
（2）TTL集成电路.TTL集成电路是一种由TTL（Transistor-Transistor Logic）集成电路组成的封装式模块，是用于实现加减法运算的关键环节。
集成电路的基本原理是：利用集成电路中的电路元件实现复杂的加减法运算。
（3）LED显示灯.LED示灯用于显示加减法运算的结果，实现电路设计核心功能。
LED显示灯的控制原理是：利用TTL集成电路产生的控制信号，根据不同的信号类型控制LED显示灯亮灭，从而实现加减法运算的计算结果的显示。
（4）实验结果.本实验中，采用测试方法和实验技术，实现了一个８位加减法电路设计。
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数字电路与自动化课程设计报告设计题目：数字加法显示电路
姓名：XXX
班级：XXXXXX
学号：XXXXXX
小组成员：XXX
设计时间：XXXX-XX-XX
目录
一、设计目的
二、设计要求
三、方案论证与比较
四、设计原理和电路图
五、硬件制作与调试
六、设计小结
七、参考书目
数字加法显示电路
一、设计目的
通过设计一个四位数字加法显示电路，充分了解与掌握组合逻辑电路的设计过程。
以及达到一下目的：
1、掌握电路板的初级焊接技术；
2、掌握组合逻辑电路的基本设计过程与方法；
3、了解基本电子芯片的使用；
4、实现组合逻辑电路设计的理论与实际相结合；
5、进一步学习电路的调试与焊接；
二、设计要求
用加法器，比较器，译码器与七段数码管设计一个四位数字加法显示电路。
要求：使用加法器输入两个两位二进制之和，通过与比较器比较，实现电子屏幕只能够显示小于10的数字，大于10的不显示。
三、方案论证与比较
方案一、在电路中拨动开关输入两数与规定的数10（（1010）2）时，这时只经过加法器（74ls283），比较器（74ls85），译码器（74ls48）后直接输出该数的十进制并在数码管上输出。
例如输入0010和0011则输出数码管输出5。
方案二、当电路中由拨动开关输入两个二进制数经加法器相加后与比较器比较，大于或等于10（（1010）2）小于16时非门、与门而控制译码器使译码器u工作而不输出。
例如0111+0111=14》10而不输出。
当电路中由拨动开关输入两个二进制数经加法器相加后大于16时，加法器将会有进位，此时非门控制译码器的使能端使译码器不工作而不输出。
例如输入1100+1100=24》16，此时有进位而不输出。
四、设计原理和电路图
1、设计原理：用8个拨动开关通过高低电平控制输入端，实现输入的两个四位二进制数的输入，经加法器（74ls283）输出两数之和，输出结果与比较器（74ls85）进行比较，与比较器规定的10（（1010）2）比较，结果小于10（（1010）2）则由比较器（74ls85）控制译码器（74ls48）的使能端，则译码器工作，数据经译码器（74ls48）译成十进制数由七段共阴数码显示器显示输出的数字；例如：输入0001+0101，结果与比较器比较小于10则数码管输出显示6；当结果大于或等于10（（1010）2）时译码器使能端控制译码器不工作，则结果不输出。
例如0101+0101=10，则不输出，0110+0111=13》10则不输出。
2、电路图：
五、硬件制作与调试
实验材料：电路板，插槽，七段显示器，加法器（74283），比较器（7485），显示译码器（74248），非门（7404），与门（7408）8个拨动开关，7个510欧电阻。
制作过程：根据设计的电路框架结构图，在限有的电路板进行合理的排布。
依据设计原理对照元器件参数合理的连接。
其中用万用表，选择二极管档位对气短数码管测量，找出各个引脚。
焊接时尽可能保证一次焊接，不能直接焊接点进行线路跳焊。
完成后用万能表测有关元件是否有损换。
六、设计小结
从本次实验中学到了很多书本上学不到的内容，深刻感受到了科学的魅力与科学的精神，由于这次试验是自己与组员设计出的成品，所以感受深刻。
不仅从理论上掌握了很多，同时也加强了自己的实践动手能力和处理能力。
特别是焊接电路过程中应该注意的事项，更是加深印象。
在制作电路时还懂得了巧妙解决问题会是一种很好的事，遇到问题先思考而不要盲目的就放弃或者不用，而应该分析问题找出出现问题的地方，而合理运用所学过的知识巧妙的解决问题。
七、参考书目
1、《数字电子技术基础》——科学出版社
2、《数字电路》——清华大学出版社
3、参考网址：.
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