全加器与全减器设计.doc

全加器与全减器设计
学校代码：_________
学 号： __________

Hefei University
数电设计报告
NUMBER OF ELECTRICAL DESIGN REPORT

设计题目： 全加器与全减器设计
学位类别： 工学学士
年级专业（班级）：电子信息工程1班
作者姓名：汤家映（1405011019）、宋道远（1405011020）、朱亚东（1405011022）
导师姓名： 谭敏
完成时间： 2015-5-17

目录
一、设计任务 2
1.用组合逻辑电路设计1位二进制全加器与全减器 2
2.用双8选1数据选择器74LS151设计1位二进制全加器与全减器 2
3.用广义译码器VHDL语言设计1位二进制全加器与全减器 2
二、设计过程 2
1.用组合逻辑电路设计1位二进制全加器与全减器 2
（1）进行逻辑抽象，建立真值表 2
（2）画出卡诺图 2
（3）画出逻辑电路 3
2.用双8选1数据选择器74LS151设计1位二进制全加器与全减器 3
（1）逻辑问题进行抽象，列出真值表 3
（2）列出函数表达关系 4
（3）用数据选择器74LS151画出逻辑电路图 4
3.用广义译码器VHDL语言设计1位二进制全加器与全减器 5
三、总结 6

一、设计任务
1、 用组合逻辑电路设计1位二进制全加器与全减器；

2、 用双8选1数据选择器74LS151设计1位二进制全加器与全减器；

3、 用广义译码器VHDL语言设计1位二进制全加器与全减器。

二、设计过程
1、 用组合逻辑电路设计1位二进制全加器与全减器
（1） 进行逻辑抽象，建立真值表
全加器与全减器真值表

输入
输出
A
B
C
全加器（m=0）
全减器（m=1）
S
D
S
D
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0

1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1

（说明：当m=1时为全加器A.B分别表示被减数和减数C表示低位向高位的借位数，S表示本位和值，D表示向高位的借位； 当m=0时为全加器A.B分别表示两个加数C表示低位向高位的进位数，S表示本位和值，D表示向高位的进位）
（2） 画出卡诺图

BC\mA
00
01
11
10
00
0
0
0
0
01
0
1
0
1
11
1
1
1
1
10
0
1
0
1

S的卡诺图 D的卡诺图
BC\mA
00
01
11
10
00
0
1
1
0
01
1
0
0
1
11
0
1
1
0
10
1
0
0
1

全加器：m=0时，,
全减器：m=1时，，

（3）画出逻辑电路
根据最简逻辑表达式画出逻辑电路图

2、 用双8选1数据选择器74LS151设计1位二进制全加器与全减器；
(1) 逻辑问题进行抽象，列出真值表

全加器与全减器真值表
m
A
B
C
S
D
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
4

（说明：当m=1时为全加器A.B分别表示被减数和减数C表示低位向高位的借位数，S表示本位和值，D表示向高位的借位
当m=0时为全加器A.B分别表示两个加数C表示低位向高位的进位数，S表示本位和值，D表示向高位的进位）

（2） 列出函数表达关系
根据上面真值表，列出逻辑函数表达式（标准与或式）

（3） 用数据选择器74LS151画出逻辑电路图
根据逻辑函数的标准与或式画出逻辑电路图

3、 用广义译码器VHDL语言设计1位二进制全加器与全减器
根据全加器与全减器的真值表编写VHDL程序，程序如下：

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITY JJ IS
PORT(M,A,B,C:IN STD_LOGIC;
S,D: OUT STD_LOGIC);
END ENTITY JJ;
ARCHITECTURE one OF JJ IS
SIGNAL MABC:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);
BEGIN
MABC<=M&A&B&C;
PROCESS(MABC)
BEGIN
CASE MABC IS
WHEN"0000"=>S<='0';D<='0';
WHEN"0001"=>S<='1';D<='0';
WHEN"0010"=>S<='1';D<='0';
WHEN"0011"=>S<='0';D<='1';
WHEN"0100"=>S<='1';D<='0';
WHEN"0101"=>S<='0';D<='1';
WHEN"0110"=>S<='0';D<='1';
WHEN"0111"=>S<='1';D<='1';
WHEN"1000"=>S<='0';D<='0';
WHEN"1001"=>S<='1';D<='1';
WHEN"1010"=>S<='1';D<='1';
WHEN"1011"=>S<='0';D<='1';
WHEN"1100"=>S<='1';D<='0';
WHEN"1101"=>S<='0';D<='0';
WHEN"1110"=>S<='0';D<='0';
WHEN"1111"=>S<='1';D<='1';
WHEN OTHERS=>NULL;
END CASE;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE one

三、总结
本次关于全加器与全减器的设计是由本组三人共同合作配合完成，知道了合作完成任务的重要性。
通过这次课程设计，加强了我们思考和解决问题的能力，巩固数字逻辑电路的理论知识，进一步发现自身的优点与不足：当面对问题时我们能冷静的想出解决问题的思路，同时也会去付诸实施。然而，在处理事情的过程中，也遇到了一些困难，我们虚心的与同学讨论，向老师请教。
总的来说，我认为这次的数电设计课程对我们来说都受益匪浅。课程设计反映的就是一个理论到实际应用的过程，更远一点可以联系到毕业以后从学校转到踏入社会的一个过程，我们要培养和同学间的合作，自身的动脑与努力是必然的，合作可能是更为重要的，但都是以后上社会工作必不可少的。
5