浙江开放大学电工电子技术课程虚拟仿真实验报告实验九 加法器及其应用

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实验九 加法器及其应用

  1. 实验目的
  2. 认识全加器的意义和应用;
  3. 了解多位全加器的串行进位和并行进位的意义;
  4. 熟悉4位全加器(74LS183)的逻辑功能及使用。
  5. 实验器材
  6. VCC
  7. Ground
  8. 双1位全加器74LS183
  9. 指示灯
  10. 四输入七段数码管
  11. 实验原理

加法器是产生数的和的装置。加数和被加数为输入,和数与进位为输出的装置为半加器。以单位元的加法器来说,有两种基本的类型:半加器和全加器。

  1. 半加器

半加器有两个输入和两个输出,输入可以标识为A、BXY,输出通常标识为和S和进位COAB经“或”运算后,即为和S,经“与”运算后即为进位CO。其逻辑表达式为:

S=A’B+AB’=ABCO=AB

半加器虽能产生进制值,但半加器本身并不能处理进制值。半加器真值表如1,电路图如图1。

表1 半加器真值表

输 入 输 出
A B S CO
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 1 1

实验8

图1 半加器电路图

  1. 全加器

在将两个多位二进制数相加时,除了最低位以外,每一位都应该考虑来自低位的进位,即将对应的位数和来自低位的进位3个数相加。这种运算称为全加,所使用的电路称为全加器。全加器引入了进制值的输入,以计算较大的数。为区分全加器的两个进制线,在输入端的记作CI,在输出端的则记作CO。其逻辑表达式为:

全加器三个二进制的输入,其中一个是进制值的输入,所以全加器可以处理进制值。全加器可以用两个半加器组合而成。真值表如表2,全加器电路图如图2。

表2 全加器真值表

输 入 输 出
CI A B S CO
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

实验8第二张图

图2 全加器电路图

  1. 设计要求

由两片74LS183构成串行进位4位全加器,如图3所示。验证4位全加器的逻辑功能。要求将输入及输出连接数码管,并记录数码管的显示码。

实验8四位全加器

图3 串行进位4位全加器

  1. 实验步骤

根据设计要求,采用74LS183设计串行进位全加器,并验证4位全加器的逻辑功能,具体实验步骤如下:

  1. 将第一片74LS183的1A、1B、2A、2B、1Cn、1∑、2∑分别作为A0B0A1B1CIS0S1,同时将进位端1Cn+1与自身的2Cn相连接;
  2. 将第二片74LS183的1A、1B、2A、2B、1∑、2∑、2Cn+1分别作为A2B2A3B3S3S4CO,同时将第二片74LS183的进位端1Cn与第一片74LS183的2Cn+1相连;
  3. 输入端A0~A3B0~B3CI分别连接对应的直流信号源(如VCC),并采用四输入七段数码管和指示灯观察相应的输入与输出,记录相应数据于表3中(注:只列出几个典型输入与输出,可自定义测试数据)。

规定:输入:逻辑“0”与电压值“0V”对应,逻辑“1”与电压值“5V”对应;

输出:指示灯“亮”与逻辑“1”对应,指示灯“灭”与逻辑“0”对应;

表3 串行进位4位全加器实验数据

输 入 输 出
CI A(A3A2A1A0) B(B3B2B1B0) S CO
0 0 0
1 0 0
0 2 2
1 2 2
0 7 7
1 7 7
0 7 8
1 7 8
0 F 1
1 F 1
0 F F
1 F F
  1. 实验报告
  2. 验证4位全加器的逻辑功能,自设的测试数据及测试结果。
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