加法器设计PPT
下面是原理图输入窗口 在编辑窗口的任何一个位置右 击鼠标，将出现快捷菜单，选 择其中的输入元件项Insert Symbol，于是弹出了下面的 对话框。
• 单击按钮“...”，找到基本路径，如图所示
找到所需要的 元件,点击ok
输入的半加器的原理图如 下所示
必须将以上设计的半加器h_adder.bdf设置成课调用的元件，方法如下：
采用原理图的方式设计1位半加器 半加器的设计 半加器的定义：不考虑低位来的进位的 1位二进制加法 器。 A B （1）半加器真值表 （2）函数关系式 S=A⊕B C=AB （3）逻辑电路图
0 0
S
C
0
0
0
1
1
0
1
0
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
1
1
0
1
原理图输入设计方法
设计流程 为本设计的文件夹取名为adder，路径自己根据需要来建 立。 输入设计项目和存盘 原理图编辑输入流程如下： 打开quartus ii，选菜单filenew，在弹出的new的对话框选 中Device Design File页的原理图文件编辑输入项Block Diagram/Schematic File,按OK键打开原理图输入的窗口。
• 找到h_adder的路径，调出元件，并按照下图连接好电路
将设计的项目保存到一个工程和仿真
• 新建工程的名称和顶层文件的一样，并且将f_adder和 h_adder同时加入工程。 • 新建一个波形仿真文件 • 按Node Finder将引脚加入
• 点击list再点击
点击0k
点击引脚名称，再单击选择 设置时钟周期，同样的方 法设置其他的波形周期（只能选择输入信号）。波形的信 号图如下所示：
• File Create/Update Create Symbol Files for Current File 这样就可以将当前文件h_adder.bdf变成一个元件存盘，以 待高层设计调用。
设计全加器顶层文件
• File new Block Diagram/Schematic File • 在打开的新窗口中鼠标双击就弹出选择元件的窗口如下：
点击 进行仿真
• 仿真波形如下
合集下载
数字逻辑 第三章 加法器.ppt
四位二进制并行加法器
三、四位二进制并加法器的外部特性和逻辑符号 1．外部特性
图中，A4、A3、A2、A1 ------- 二进制被加数； B4、B3、 B2、B1 ------- 二进制加数； F4、 F3、 F2、 F1 ------相加产生的和数； C0 --------------------来自低位的进位输入； FC4 -------------------向高位的进位输出。
a3b1
+) 乘积 Z5 a3b2 Z4 a2b2 Z3
a2b1
a1b2 Z2
a1b1
Z1
因为： ☆1位二进制数乘法 法则和逻辑“与”运算法 则相同，“积”项aibj(i =1，2，3；j=1，2)可用 两输入与门实现。 ☆对部分积求和可用 并行加法器实现。 所以：该乘法运算电 路可由6个两输入与门和1 b2 个4位二进制并行加法器构 成。逻辑电路图如右图所 示。
四位二进制并行加法器
实现给定功能的逻辑电路图如下图所示。 1) 输入端A4、A3、A2、 A1输入8421码；
2) 而从另一输入端B4、 B3、B2、B1输入二进 制数0011； 3) 进位输入端C0接上“0”；
4) 可从输出端F4、F3、F2、 F1得到与输入8421码对
应的余3码。
四位二进制并行加法器
Z5 Z4 Z3 Z 2 Z1
F4 F3 F2 F 1 FC4 T 693 C0
0
A4 A3 A2 A1
B4 B 3 B2 B1
＆
＆
＆
＆
＆
＆
b1
a3
a2
a1 0 a 3
a2
a1
FA4
F3 C3
FA3
F2
multisim仿真教程.加法器.ppt
2. 全加器真值表如表8.5.1所示
表8.5.1全加器真值表
3. 全加器逻辑表达式:
S CO ( A B)
C CO ( A B) AB
4. 全加器逻辑电路
8.5.2 全加器电路
电路仿真，双击逻辑转换仪图标, 如图8.5.3 逻辑转换仪面板。逻辑转换仪的使用方法请看 1.5节中的1.5.9小节（逻辑转换仪）。图中测出 的是和S的结果，若要测出向高位进位的结果，
半加器。
按照二进制加法运算规则可以列出如表
8.5.1所示的半加器真值表。其中A、B是两个加数，
s是相加的和，CO是向高位的进位。将S、CO和A、 B的关系写成逻辑表达式则得到.
S A B AB A B
C AB
8.5.1半加器真值表
因此半加器是由一个异或门和一个与
门组成的，如图8.5.1所示。
实际又是种最本的制算术算器件实际的加法运算必须同时考虑由低位来的进位这种由被加数加数和一个来自低位的进位数三者相加的运算称为全加运算
8.5. 加法器
两个二进制数之间的算术运算无论是加、减、 乘、除，目前在数字计算机中都是化做若干步加 法运算进行的。因此，加法器是构成算术运算器 的基本单元。
8.5.1 半加器 如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进 制数相加，称为半加。实现半加运算的电路叫做
8.5.2 全加器
全加器是一种广义名称．就其电路结构而言，
它是一种二进制运算的单元电路。从器件角度看，
它又是一种最基本的二进制算术运算器件。实际
的加法运算，必须同时考虑由低位来的进位，这 种由被加数、加数和一个来自低位的进位数三者
相加的运算称为全加运算。执行这种运算的器件
称为全加器。
逻辑电路设计--加法器
“逢十六进一变成逢十进一”
6+7=13 非法码
加6修正
8+9=17
加6
需要加6修正情况：①：和在10—15之间，② ：有进位Co。
• BCD（8421）码加法器电路设计
0 1 1 F 0
F C S S S S S S S S S S S S S S S S 0 1 1 0 O 3 2 1 0 3 2 1 3 2 0 3 2 S S S S S S S S 2 2 0 3 1 0 3 1 C S S S S O 3 2 3 1
A B B C A C i i i i 1 i i 1
加法器（9）
全加器与全减器的比较： 全加器 和/差 进位/借位
全减器
A B C i i i 1
A B C i i i 1
A B B C A C i i i i 1 i i 1
D
i
1
A B B C A C i i i i 1 i i 1
C (A B ) C ( A B ) i 1 i i i 1 i i
m(1,2,4,7) A B C i i i 1
C A B C A B C A B C A B C i i i i 1 i i i 1 i i i 1 i i i 1
D A B C A B C A B C A B C i i i i 1 i i i 1 i i i 1 i i i 1
C A B C A B C A B C A B C i i i i 1 i i i 1 i i i 1 i i i 1
C
i
由全加器实现 的全减器电路
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
第4章 应用VHDL语言方法设计八位二进制加法器 《EDA技术》PPT 教学课件
五、检查
对所设计的八位二进制加法器的各个底层模块和顶层模块进行编译 仿真，以验证所设计电路否符合设计的要求。
上一页 下一页
§2 完成工作任务的引导
六、评估
应用第一种方案设计八位二进制加法器在编译后，可以看到它的 延时情况，如图4-1所示。
第一种设计方案占用资源的情况如图4-2所示。 应用第一种方案设计八位二进制加法器在编译后，可以看到它的 延时情况，如图4-3所示。 第一种设计方案占用资源的情况如图4-4所示。 所以，无论从输出信号对输入信号的延迟时间或占用资源的情况 来看，第一种方案性能都好一些。
返回
§4.2 完成工作任务的引导
第三种方案在设计上不是很简单，但性能好，在加法器的位数比 较大时应采用此法。可在学习第5章时再做练习。
四、实施
在应用第一种方案设计时，请参考下一节例4.1或例4.2。先设计 底层模块全加器，再在顶层文件中调用全加器元件，构成八位二进制 加法器。在应用第一种方案设计时，请参考下一节例4.3。
上一页 下一页
§4.3 相关技术基础知识与基本技能
对于弹出的选择其他EDA工具的对话框，由于我们使用 Quartus且的集成环境进行开发，因此不需做任何改动。单击Next 按钮进入如图4-11所示工程的信息总概对话框。
在图4-11中单击Finish按钮就建立了一个空的工程项目。 2.建立VHDL文件
如图4-12所示，执行File=>New命令，弹出如图4-13所示的 新建文件对话框。
在新建文件对话框中选择“VHDL File”，单击OK按钮即建立一 个空的文件。执行File=>SaVe as命令，把它另存为文件名是 fulladd 的 VHDL文件，文件后缀为.vhd。
上一页 下一页
对所设计的八位二进制加法器的各个底层模块和顶层模块进行编译 仿真，以验证所设计电路否符合设计的要求。
上一页 下一页
§2 完成工作任务的引导
六、评估
应用第一种方案设计八位二进制加法器在编译后，可以看到它的 延时情况，如图4-1所示。
第一种设计方案占用资源的情况如图4-2所示。 应用第一种方案设计八位二进制加法器在编译后，可以看到它的 延时情况，如图4-3所示。 第一种设计方案占用资源的情况如图4-4所示。 所以，无论从输出信号对输入信号的延迟时间或占用资源的情况 来看，第一种方案性能都好一些。
返回
§4.2 完成工作任务的引导
第三种方案在设计上不是很简单，但性能好，在加法器的位数比 较大时应采用此法。可在学习第5章时再做练习。
四、实施
在应用第一种方案设计时，请参考下一节例4.1或例4.2。先设计 底层模块全加器，再在顶层文件中调用全加器元件，构成八位二进制 加法器。在应用第一种方案设计时，请参考下一节例4.3。
上一页 下一页
§4.3 相关技术基础知识与基本技能
对于弹出的选择其他EDA工具的对话框，由于我们使用 Quartus且的集成环境进行开发，因此不需做任何改动。单击Next 按钮进入如图4-11所示工程的信息总概对话框。
在图4-11中单击Finish按钮就建立了一个空的工程项目。 2.建立VHDL文件
如图4-12所示，执行File=>New命令，弹出如图4-13所示的 新建文件对话框。
在新建文件对话框中选择“VHDL File”，单击OK按钮即建立一 个空的文件。执行File=>SaVe as命令，把它另存为文件名是 fulladd 的 VHDL文件，文件后缀为.vhd。
上一页 下一页
第2章 加法器
3.5 定点运算器的组成 1）定点运算器的基本结构 • 不同的计算机其运算器的组成结构是不同的， 但一般都包含以下几部分。 1．算术逻辑运算单元ALU • 在计算机中，通常具体实现算术运算和逻辑 运算的部件称为算术逻辑运算单元 （Arithmetic and Logic Unit），简称ALU， 它是加法器、乘法器和逻辑运算器的集成， 是运算器的核心。ALU通常表示为两个输入 端，一个输出端和多个功能控制信号端的一 个逻辑符号。加法器是ALU的核心，是决定 ALU运算速度的主要因素。
第2 章 加法器
• 计算机要对各种信息进行加工和处理。 • 如对数值数据进行加、减、乘、除的数 值运算，对非数值数据进行与、或、非 的逻辑运算。 • 在计算机中必须有对数据进行处理的部 件，这个部件就是运算器。 • 目前，大多数计算机都将运算器和控制 器集成在一个芯片上，也就是我们常说 的CPU。
二进制加法器 1.半加器 • 两个一位二进制数相加（不考虑低位的进 位），称为半加。实现半加操作的电路称 为半加器。 • 半加器的真值表、逻辑图和逻辑符号。 2.全加器 • 在实现多位二进制数相加时，不仅考虑本 位，还要考虑低位来的进位，这种考虑低 位的进位加法运算就是全加运算， • 实现全加运算的电路称为全加器。
A8 A7A6A5 B8B7B6B5
A4 A3A2A1B4B3B2B1
16位行波进位加法器
• 在这种结构中，由于组间进位C4、C8、 C12、C16仍然是串行产生的，最高进位 的产生时间为4×（2.5ty）=10ty。 • 采用这种结构，在大大地缩短了进位延迟 时间的同时兼顾了电路设计的复杂性。 • 如果还需要进一步提高速度，可以采用两 级先行进位结构。
• 4）附加的控制线路 运算器要求运算速度快，运算精度高。为 了达到这一目的，通常还在运算器中附加 一些控制线路。 i -i • 如：运算器中的乘2 或乘2 运算和某些逻 辑运算是通过移位操作来实现的。这通常 是在ALU的输出端设置移位线路来实现。 移位包括左移，右移和直送。移位线路也 是一个多路选择器。 • 定点运算器的组成
组合逻辑电路—加法器(电子技术课件)
例. 用74283构成将8421BCD码转换为余3码的码制转换电路 。
8421码
0000 0001 0010
+0011 +0011 +0011
余3码
0011 0100 0101
8421码输入 0011
A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0
CCO
O
S3
74283 S2 S1 S0
C–1 0
余3码输出
A B Ci Co AB + ABCi + ABCi
AB + (A B)Ci
A
A B A B Ci S
B
AB CO
CO ( A B)Ci
Ci
≥1 Co
A S B Ci C I C O CO
任务一：加法器
加法器的应用
全加器真值表
AB C SC 0 0 00 0 0 0 11 0 0 1 01 0 0 1 101 1 0 01 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 11 1
➢ 不考虑低位进位，将两个1位二进制数A、B相加的器件。
• 半加器的真值表 • 逻辑表达式
S AB+ AB C = AB
如用与非门实现最少要几个门?
A
半加器的真值表
=1
S
A
B
BA
B
S
C
0000
1010
& C=AB
0110
1101
• 逻辑图
任务一：加法器
（2） 全加器（Full Adder）
全加器能进行加数、被加数和低位来的进位信号相加，并根据求和结果给出
余 3 码输出
A3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0
加法器(Adder) 数电课件
2. 分析
半加器有两个输入：加数 、被加数Ai ；两个输出：B和i 输出 、进位输出 。
Si
Ci
3. 真值表
半加器的真值表如表4.2.1—1所示。
表4.2.1—1
4. 逻辑函数表达式
半加器的逻辑函数表达式为
Si Ai Bi Ai Bi Ai Bi Ci Ai Bi
5. 逻辑电路图
定
。
An1 An、2 L A2 A1 A0 Cn1Cn2 L C2C1C0
B和n1Bn给2出L，B便2可B1以B直0 接C确01
方法二
C0 P0C01 G0
C1 P1C0 G1
P1 P0C01 G0 G1
C2 P2C1 G2
P2 P1 P0C01 G0 G1 G2
图4.2.5—3 Ⅰ. 加减控制输入为0时，该电路实现加法运算； Ⅱ. 加减控制输入为1时，该电路实现减法运算（补码加法）。
返回
半加器的逻辑函数表达式为
Si Ai Bi Ai Bi Ai Bi Ci Ai Bi
5. 逻辑电路图
半加器的逻辑电路图如图4.2.1—1所示。
（公式4.2.1） （公式4.2.2）
图4.2.1—1
6. 逻辑符号
半加器的逻辑符号如图4.2.1—2所示。
图4.2.1—2
二、全加器（Full Adder）
依次递推可知，只要
定
。
An1 An、2 L A2 A1 A0 Cn1Cn2 L C2C1C0
B和n1Bn给2出L，B便2可B1以B直0 接C确01
四位超前进位加法器的逻辑电路图如图4.2.3—2所示。 图4.2.3—2
四、中规模集成加法器
加法器电路的设计
a
b
s1
sum
m1
c
m2
cout
m3
1位全加器门级结构原理图
module full_add1( a, b, cin, sum, cout ); input a, b, cin; output sum, cout; wire s1, m1, m2, m3; and ( m1, a, b ), ( m2, b, cin ), ( m3, a, cin); xor ( s1, a, b ), ( sum, s1, cin ); or ( cout, m1, m2, m3 ); endmodule
assign G[0] = a[0] & b[0]; assign P[0] = a[0] | b[0]; assign C[0] = cin; assign sum[0] = G[0] ^ P[0] ^ C[0];
assign G[1] = a[1] & b[1]; assign P[1] = a[1] | b[1]; assign C[1] = G[0] | ( P[0] & C[0] ); assign sum[1] = G[1] ^ P[1] ^ C[1];
8位级联加法器RTL图
9.1.2 并行加法器
结构
用加法运算符描述 由EDA软件综合
优点
运算速度快
【例9.2】8位并行加法器 module add_bx( cout, sum, a, b, cin ); output[7:0] sum; output cout; input[7:0] a, b; input cin;
4位全加器 C0 = Cin C1 = G0+P0C0 = G0+P0Cin C2 = G1+P1C1 = G1+P1G0+P1P0Cin C3 = G2+P2C2 = G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0Cin C4 = G3+P3C3 = G3+P3G2+ P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0Cin Cout = C4
《实用数字电子技术项目教程》课件 项目二 加法及数码显示器制作
1．七段显示译码器74LS48
七段显示译码器74LS48是输出高电平有效的译码器， 其引脚排列图如下图所示。其中，A3 ~ A0为译码器的输入 信号，Ya ~ Yg 为译码器的7个输出， LT 为译码器的灯测试 输入， BI / RBO 为译码器的消隐输入/灭零输出， RBI 为灭零 输入。
表2-6所示为 74LS48的逻辑功 能表。
由表2-6可知，当输入 A3A2 A1A0 =0000～1001时，输出控制LED 数码管显示数字0～9；当输入 A3A2 A1A0=1010～1111时，输出为稳定 的非数字信号，据此可检查输入信号的正确性。
此外，该芯片还有以下三种控制功能：
✓ 熄灯：即消隐功能。当 BI 输入0时，无论其他控制输入 （ LT 、 RB）I 及信号输入（A3A2 A1A0 ）为何值，各个输出端均输出0， 使数码管熄灭。该功能主要用于多数码管的动态显示。
（二）七段显示译码器
在数字电路中，数字量都是以一定的代码形式出现的，所 以这些数字量要先经过译码，才能送到数字显示器去显示。 这种能把数字量翻译成数字显示器所能识别的信号的译码器 称为数字显示译码器。
七段显示译码器指的是输入8421BCD码，输出七段显示码 的集成电路芯片。因为LED数码管有共阴极和共阳极两种结 构，所以七段显示译码器也有输出段码高电平有效和低电平 有效两种。输出高电平有效的译码器用于控制共阴极数码管； 输出低电平有效的译码器用于控制共阳极数码管。
（4位二进制数），
输出为EDCBA，其中E为十进制数的十位，DCBA为个位
BCD码。
（一）真值表
码制转换电 路的真值表如表 2-8所示。
（二）化简 码制转换电路的卡诺图如下图所示。
由卡诺图可得：