加减法运算器的设计与实现
一、引言（200字）
加减法运算器是一种常见的计算器，它能够进行简单的加法和减法运算。设计和实现一个加减法运算器，既需要考虑到其功能的完整性，也要注重其易用性和可扩展性。本文将介绍一个基于硬件电路实现的加减法运算器的设计思路和具体实现方法。
二、设计思路（200字）
设计一个加减法运算器需要考虑以下几个方面：输入接口设计、运算逻辑设计、显示输出设计和错误处理设计。
输入接口设计方面，可以采用按钮和开关的组合方式来实现运算器的输入功能。按钮可以用于选择加法或减法运算，开关可以用于输入需要计算的数值。
运算逻辑设计方面，根据选择的运算方式，将输入的两个数值进行相应的加法或减法运算。可以使用逻辑门和触发器等元件来实现运算逻辑。
显示输出设计方面，可以使用数码管或液晶显示屏来输出结果。通过控制数码管的亮灭或液晶显示屏的显示内容来实现运算结果的输出。
错误处理设计方面，需要考虑输入的数值是否超过了运算器的计算范围，以及是否输入了非法字符等情况。可以在设计中设置相应的错误标志位并进行相应的处理。
三、具体实现（600字）
1.输入接口的实现
输入接口可以采用按钮和开关的方式来实现。按钮可以通过电路连接
到相应的控制电路，开关则可以通过开关矩阵来实现多个输入位的输入。
2.运算逻辑的实现
运算逻辑可以使用逻辑门和触发器等电路元件来实现。对于加法运算，可以使用全加器电路来实现两个数位的加法；对于减法运算，可以通过加
法器和取反电路来实现减法运算。
3.显示输出的实现
显示输出可以采用数码管或液晶显示屏来实现。通过控制数码管的亮
灭或液晶显示屏的显示内容，将运算结果输出。
4.错误处理的实现
错误处理可以通过设置标志位来实现。当发现输入的数值超过计算范
围或出现非法字符时，设置相应的错误标志位，并通过闪烁数码管或显示
错误信息在液晶显示屏上来提示用户。
四、结论（200字）
通过对加减法运算器的设计与实现，可以实现一个具有较完整功能的
加减法计算器。设计中需要考虑输入接口、运算逻辑、显示输出和错误处
理等方面。通过选择适当的电路元件和不同的显示器件，可以根据需要对
运算器进行扩展和改进。在实际应用中，可以将设计的加减法运算器嵌入
到其他系统中，提供方便快捷的计算功能。
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 Cout 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 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 Cin
Cout = (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： ```verilog module 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); endmodule module full_adder( input A, input B, input Cin, output Sum, output Cout );
加减法运算器的设计与实现 一、引言（200字） 加减法运算器是一种常见的计算器，它能够进行简单的加法和减法运算。设计和实现一个加减法运算器，既需要考虑到其功能的完整性，也要注重其易用性和可扩展性。本文将介绍一个基于硬件电路实现的加减法运算器的设计思路和具体实现方法。 二、设计思路（200字） 设计一个加减法运算器需要考虑以下几个方面：输入接口设计、运算逻辑设计、显示输出设计和错误处理设计。 输入接口设计方面，可以采用按钮和开关的组合方式来实现运算器的输入功能。按钮可以用于选择加法或减法运算，开关可以用于输入需要计算的数值。 运算逻辑设计方面，根据选择的运算方式，将输入的两个数值进行相应的加法或减法运算。可以使用逻辑门和触发器等元件来实现运算逻辑。 显示输出设计方面，可以使用数码管或液晶显示屏来输出结果。通过控制数码管的亮灭或液晶显示屏的显示内容来实现运算结果的输出。 错误处理设计方面，需要考虑输入的数值是否超过了运算器的计算范围，以及是否输入了非法字符等情况。可以在设计中设置相应的错误标志位并进行相应的处理。 三、具体实现（600字） 1.输入接口的实现
输入接口可以采用按钮和开关的方式来实现。按钮可以通过电路连接 到相应的控制电路，开关则可以通过开关矩阵来实现多个输入位的输入。 2.运算逻辑的实现 运算逻辑可以使用逻辑门和触发器等电路元件来实现。对于加法运算，可以使用全加器电路来实现两个数位的加法；对于减法运算，可以通过加 法器和取反电路来实现减法运算。 3.显示输出的实现 显示输出可以采用数码管或液晶显示屏来实现。通过控制数码管的亮 灭或液晶显示屏的显示内容，将运算结果输出。 4.错误处理的实现 错误处理可以通过设置标志位来实现。当发现输入的数值超过计算范 围或出现非法字符时，设置相应的错误标志位，并通过闪烁数码管或显示 错误信息在液晶显示屏上来提示用户。 四、结论（200字） 通过对加减法运算器的设计与实现，可以实现一个具有较完整功能的 加减法计算器。设计中需要考虑输入接口、运算逻辑、显示输出和错误处 理等方面。通过选择适当的电路元件和不同的显示器件，可以根据需要对 运算器进行扩展和改进。在实际应用中，可以将设计的加减法运算器嵌入 到其他系统中，提供方便快捷的计算功能。
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 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 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。由于译码显示器只能显示0——9，所以当A+B>9时不能显示，我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>9（1001）时加上6（0110），产生的进位信号送入译码器U10来显示结果的十位，U11显示结果的个位。由于减法运算时两个一位十进制数相减不会大于10，所以不会出现上述情况，用一片芯片U11即可显示结果。 2.2.2加减运算方案二 由两异或门两与门和一或门组成全加器，可实现一位二进制加逻辑运算，四位二进制数并行相加的逻辑运算可采用四个全加器串行进位的方式来实现，将低位的进位输出信号接到高位的进位输入端，四个全加器依次串行连接，并将最低位的进位输入端接逻辑“0”，就组成了一个可实现四位二进制数并行相加的逻辑电路。 通过在全加器电路中再接入两个反相器可组成一个全减器，实现一位二进制减逻辑运算，将来自低位的错位信号端接到向高位借位的信号端，依次连接四个全减器，构成可实现四位二进制数并行进行逻辑减运算的电路。 在两组电路置数端接开关控制置数输入加法还是减法运算电路，电路输出端接LED灯显示输出结果，输出为五位二进制数。
加法器与减法器电路的设计与分析在数字电路设计中，加法器和减法器是最基本的运算器件之一。它 们能够对数字信号进行加法和减法运算，广泛应用于计算机及其他数 字系统中。本文将介绍加法器和减法器电路的设计原理和分析方法。 一、加法器电路的设计与分析 加法器是实现数字信号加法运算的电路。常见的加法器包括半加器、全加器和多位加法器。这里我们介绍一种基于全加器的4位加法器电 路设计。 1. 设计思路 我们的目标是设计一个能够对4位二进制数进行加法运算的加法器 电路。首先，我们需要明确加法器的输入和输出。对于4位加法器而言，它的输入包括两个4位的二进制数A和B，以及一个来自上一位 的进位信号Cin。输出则为一个4位的二进制数S，以及一个来自最高 位的进位信号Cout。 2. 电路设计 基于全加器的4位加法器电路可以通过级联多个全加器来实现。我 们首先设计一个全加器的电路，再将多个全加器连接起来。全加器的 电路如下： （图片）
其中，输入信号为A、B和Cin，输出信号为S和Cout。全加器的 设计比较复杂，这里为了简化，我们采用了基于门电路的实现。实际 应用中，可以使用集成电路中已经实现好的全加器。 在连接多个全加器时，需要将进位信号Cout从低位传递到高位， 以实现多位加法运算。最高位的进位信号Cout则作为加法器的输出之一。 3. 电路分析 通过对加法器电路的分析，我们可以得到以下结论： - 当输入的两个二进制数A和B的每一位都为0时，加法器的输出 S为0，并且进位信号Cout为0。 - 当输入的两个二进制数A和B的每一位都为1时，加法器的输出 S为0，并且进位信号Cout为1。 - 当输入的两个二进制数A和B的每一位有一个为1时，加法器的 输出S为1，并且进位信号Cout为0。 - 当输入的两个二进制数A和B的每一位都为1，并且进位信号Cin 为1时，加法器的输出S为1，并且进位信号Cout为1。 二、减法器电路的设计与分析 减法器是实现数字信号减法运算的电路。常见的减法器包括半减器、全减器和多位减法器。我们将介绍一种基于全减器的4位减法器电路 设计。
电子技术课程设计电气与信息工程学院建筑电气与智能化专业题目：简易加减计算器设计 姓名：徐雪娇 学号：094412110 指导教师：祁林
简易加减计算器设计 一、设计目的 1、在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验. 2、在教师指导下独立查阅资料、设计、特定功能的电子电路。 3、培养利用数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力. 4、积累电子制作经验，巩固基础、培养技能、追求创新、走向实用。 5、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、设计要求 1、用于两位一下十进制的加减运算。 2、以合适方式显示输入数据及计算结果。 三、总体设计 第一步置入两个四位二进制数。例如（1001）2,（0011）2和（0101）2，（1000）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9，3和5，8。 第二步通过开关选择加（减）运算方式； 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： 方案一 通过开关J1-J8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U10和U13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J5-J8，通过开关J5-J8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J1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。由于译码显示器只能显示0-9，所以当A+B>9时不能显示，我们 在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>9（1001） 时加上6（0110）2，产生的进位信号送入译码器U12来显示结果的十位，U11 2 显示结果的个位。由于减法运算时两个一位十进制数相减不会大于10，所以不 会出现上述情况，用一片芯片U11即可显示结果。 方案二 由两异或门两与门和一或门组成全加器，可实现一位二进制加逻辑运算，四 位二进制数并行相加的逻辑运算可采用四个全加器串行进位的方式来实现，将低 位的进位输出信号接到高位的进位输入端，四个全加器依次串行连接，并将最低
摘要 本次课程设计的任务是设计一个具有加减运算功能的简易计算器，并通过合适的方式来显示最后的计算结果。此次设计电路的完成主要是利用简单的数字电路和电路逻辑运算来进行的。简易加减计算器电路主要是对数据的输入与显示，数据的加减运算，数据的输出与显示三个主要的方面来设计研究完成的。 在输入电路的部分，我们通过开关的闭合与断开来实现数据的输入，开关闭合接入高电平“1”，断开接入低电平“0”。而输入的数据将通过显示译码管以十进制的形式显示出来。由于输入二进制的位数较多，我们采用个位十位分别输入的方式来简化电路。 加减运算电路则主要通过加法器来实现的。设计电路时，我们将个位和个位、十位和十位分别接入一片加法器。在进行加法运算时我们所选择的加法器是完全符合要求的，但是在进行减法运算时加法器就不能满足我们的设计要求了。因此我们将减法转换为加法进行运算，运算时采用补码的形式。在进行减法时通过异或门将减数的原码全部转换为补码，输入加法器中进行相加。最后将进位信号加到十位的运算电路上就实现了加减法的运算电路。 在显示电路中，由加法器输出的数据是二进制码。这些码可能表示超过十的数字，所以显示译码管就不能正确的显示出数字了。此时要将二进制转化成BCD码，再将BCD 码送到显示译码管中就可以将计算所得的数字显示出来了。
概述
1.1设计题目： 简易加减计算器 1.2设计任务和要求： 1）用于两位以下十进制数的加减运算。 2）以合适的方式显示输入数据及计算结果。 1.3设计方案比较： 方案一：输入十进制的数字，再通过编码器对十进制的数字进行编码，输出二进制的数据。运用显示译码器对输入的数字以十进制的形式进行显示。在进行加减计算的时候将二进制数字运用数模转换，然后再进行相加减。然后将这些模拟信号再次转换成数字信号转换成数字信号，再将数字信号输入到显示译码管中来显示数剧。这个方案中要进行数模转换和模数转换所需要的电路器件有些复杂，并且转换的时候需要很长的时间，而且转换以后数值的精度不高。鉴于这种方案中有太多的缺点，所以没有采用。 方案二：输入十进制的数字，并对数字进行编码，通过显示译码管将输入的数字显示出来。再将编码所得的二进制数字求取补码，将补码送到串行进位加法器中进行相加。最后将二进制码转换成BCD码输入到显示译码管中，从而就可以将相加以后所得的数字显示出来。这个方案中避免了像方案一中需要大量的时间和精度不高的缺点，但是由于应用了串行加法器的缘故，电路会比较复杂，不利于进行连接。 方案三：本方案采用十位和十位相加，个位和个位相加的方法，将个位和十位分别输入到电路中。由于输入的数字是二进制码，将二进制码输入到显示译码管中就可以显示输入的数字。相加或者相减的时候采用补码的形式通过加法器进行相加。再将二进制转化成BCD 码输入到显示译码管中就可以将相加所得数字显示出来。此方案中运用了较少的原件并且运行所需的时间很少。相对方案一和方案二。这种方案是最好的，所以就采用了这种方案。 1.4设计原理：
一、设计目的 把握电子电路的一样设计方式和设计流程； 二、学习利用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图； 三、把握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确 性。 四、设计要求 -1. 设计寄放器单元。 2．设计全加器单元。 3. 设计7487(或74LS87)互补器单元 五、设计内容及原理图，仿真图 算术逻辑电路设计 一、半加法器 半加法器是个能计算两个二进制位和的算术电路，该电路有两个输入及两个输出。其中输入 是被加数两位，而输出分是和与进位位。 真值表： 输入输出 x y carry sum 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0
半加器电路绘制 其输出函数表示式： = = sum⊕ + y x y x y x carry= xy 半加器电路符号 半加器电路功能模拟结果 二、全加法器 全加法器是求三个输入位算术和的组合电路，它包函三个输入位与两个输出位。其中两个输入（x和y）代表要相加的两个有效位，第三个输入（z）代表由次低有效位置所产生的进位。
真值表： 输入输出 x y z carry sum 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 全加器电路绘制 其输出函数表示式： = + ⊕ + = + sum⊕ xyz z z y x x y z y x z y x + = carry+ yz xy xz 产生的全加器电路符号
全加器电路功能模拟结果。 四位加法器设计方式 1：四位加法器电路绘制 四位加法器
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。由于译码显示器只能显示0——9，所以当A+B>9时不能显示，我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>9（1001）时加上6（0110），产生的进位信号送入译码器U10来显示结果的十位，U11显示结果的个位。由于减法运算时两个一位十进制数相减不会大于10，所以不会出现上述情况，用一片芯片U11即可显示结果。 2.2.2加减运算方案二 由两异或门两与门和一或门组成全加器，可实现一位二进制加逻辑运算，四位二进制数并行相加的逻辑运算可采用四个全加器串行进位的方式来实现，将低位的进位输出信号接到高位的进位输入端，四个全加器依次串行连接，并将最低位的进位输入端接逻辑“0”，就组成了一个可实现四位二进制数并行相加的逻辑电路。 通过在全加器电路中再接入两个反相器可组成一个全减器，实现一位二进制减逻辑运算，将来自低位的错位信号端接到向高位借位的信号端，依次连接四个全减器，构成可实现四位二进制数并行进行逻辑减运算的电路。 在两组电路置数端接开关控制置数输入加法还是减法运算电路，电路输出端
计算机科学与技术学院 计算机组成原理 实验报告书 实验名称八位补码加/减法器的设计与实现班级 学号 姓名 指导教师 日期 成绩
实验1八位补码加/减法器的设计与实现 一、实验目的 1.掌握算术逻辑运算单元（ALU）的工作原理。 2.熟悉简单运算器的数据传送通路。 3.掌握8位补码加/减法运算器的设计方法。 4.掌握运算器电路的仿真测试方法 二、实验任务 1．设计一个8位补码加/减法运算器 （1）参考图1，在QUARTUS II里输入原理图，设计一个8位补码加/减法运算器。 （2）创建波形文件，对该8位补码加/减法运算器进行功能仿真测试。 （3）测试通过后，封装成一个芯片。 2．设计8位运算器通路电路 参考下图，利用实验任务1设计的8位补码加/减法运算器芯片建立运算器通路。 3．利用仿真波形，测试数据通路的正确性。 设定各控制信号的状态，完成下列操作，要求记录各控制信号的值及时序关系。 （1）在输入数据IN7~IN0上输入数据后，开启输入缓冲三态门，检查总线BUS7~BUS0上的值与IN0~IN7端输入的数据是否一致。 （2）给DR1存入55H，检查数据是否存入，请说明检查方法。 （3）给DR2存入AAH，检查数据是否存入，请说明检查方法。 （4）完成加法运算，求55H+AAH，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。 （5）完成减法运算，分别求55H-AAH和AAH-55H，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。 （6）求12H+34H-56H，将结果存入寄存器R0，检查运算结果是否正确，同时检查数据是否存入，请说明检查方法。 三、实验要求 （1）做好实验预习，掌握运算器的数据传送通路和ALU的功能特性。 （2）实验完毕，写出实验报告，内容如下： ①实验目的。 ②实验电路图。 ③按实验任务3的要求，填写下表，以记录各控制信号的值及时序关系。 表中的序号表示各控制信号之间的时序关系。要求一个控制任务填一张表，并可用文字对有关内容进行说明。
毕业设计 题目简易加减乘除计算器 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目： 简易加减乘除计算器 设计要求： 1．根据所学内容运用编程做一个简易加减乘除计算器，实现加、减、乘、除、等以及清零的功能。 2.设置一组数码管, 使其能够显示程序运行，按键动作的内容。 3.设置一组按键，使其键依次对应0——9、“+”、“-”、“*”、“/”、“=”和清除键。 4．可以进行小于255的数的加减乘除运算，并可连续运算。当键入值大于255时，将自动清零，可重新输入。 设计进度要求： 第一周：确定题目，寻找单片机和计算器设计的相关资料； 第二周：读懂资料，有初步的设计思路； 第三周：绘制硬件电路图； 第三周：设计软件框图； 第四周：相应软件设计（程序设计）； 第五周：进行程序调试并且修改； 第六周：写毕业设计论文； 第七周：修改并提交毕业设计； 第八周：准备论文答辩； 指导教师（签名）：
摘要 在很多领域的数据处理中要用到数学运算，作为计算机自动处理系统更显得重要。此项目设计以单片机为核心部件的计算器，采用4*4矩阵式键盘，16个键依次对应0——9、“+”、“-”、“*”、“/”、“=”和清除键。使用单片机最小应用系统1模块，简单方便。采用静态显示，显示器由5个共阴极数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。5个串/并行移位寄存器芯片74LS164首尾相连。每片的并行输出作为LED数码管的段码。 本计算器系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。 关键词：单片机，计算器，键盘，静态显示
实验4二进制加法器的设计与实现 一、设计人员相关信息 1. 设计者姓名：学号：班级： 2. 设计日期:2023-11-18 3. 上机环境：Simulink 二、实验目的 通过本实验掌握半加法器和全加法器的设计与实现方法，可以使用半加法器或全加法器设计并实现多位二进制加法运算。 三、实验内容 1. 建立1位全加法器模块库； 2. 运用1位全加法器实现4位全加法器。 四、实验环节 在两个二进制数据进行算术运算时，无论进行的是加、减、乘、除中的任何运算，最后都将化成若干步相加运算进行，因此，加法器是算术运算中的基本单元。而半加器又是数字系统进行加、减、乘、除算术运算的重要电路。 半加器的真值表如图4.1所示，其中，A为被加器，B为加数，S为半加器的本位和，C 为半加器的进位位。
表4.1 半加器真值表 由表4.1所示半加器的真值表可得半加器的逻辑表达式： S=A+B （4-1） C=AB 当要进行带进位的二进制运算时，就必须考虑其进位，因此就要用到全加器。所谓全加器就是带进位输入和带进位输出的加法器。全加器的真值表如表4.2所示。其中，A为被加数，B为加数，C为来自地位全加器的进位，S为该全加器的本位和，D为该全加器的进位位。 表4.2 全加器真值表
1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1. 建立1位全加器模块库 运用全加器的逻辑表达式，运用“Logical Operator”模块建立全加器模块子系统，并将其封装为“Add”模块子系统。所建全加器模块的内部结构框图如图4.1所示。 图 4.1全加器模块的内部结构框图 2. 建立4位全加器 新建模型文献“Ex4-2.mdl”，其逻辑电路图如图4.3所示。
十进制数加减计算器的设计 在计算机科学中，十进制数加减计算器是一种用于执行加法和减法运 算的算术设备或程序。普通的十进制计算器是我们日常生活中经常使用的 工具，它们用于执行各种计算任务，例如做家庭预算、计算商品价格、统 计和分析数据等。 一个十进制数加减计算器的设计需要考虑以下几个方面：界面设计、 输入和输出处理、运算逻辑和错误处理。下面将分别对这些方面进行详细 阐述。 其次，输入和输出处理是一个重要的设计考虑因素。计算器应该能够 接受用户输入的数字，并将计算结果以可读性良好的方式输出给用户。输 入可以通过按键、虚拟键盘、语音识别等方式完成。输出可以以图形界面、文本显示或语音输出的形式实现。对于输入错误或超出了计算能力范围的 操作，计算器应给出明确的错误提示，以帮助用户进行修正。 接下来是运算逻辑的设计。十进制数的加减运算是基本的算术运算， 它要求对两个数字进行对齐，并按位相加（减）。设计一个高效的运算逻 辑需要考虑以下几个方面：处理进位（或退位）、对齐和补位、处理小数 部分、实现数字运算的正确性和一致性等。计算器应能够正确地处理各种 情况，例如负数加减、小数加减、连续多位数加减等。 最后是错误处理的设计。计算器应该能够检测和处理用户输入中的各 种错误，例如无效数字、超出范围、除以零等。错误处理可以通过在界面 上显示错误消息、发出声音提示或弹出对话框来完成。此外，为确保计算 器的稳定性和安全性，还需要进行输入验证和运行时错误处理，以防止恶 意输入和运行时错误导致计算器崩溃或伤害用户的设备。
总结起来，设计一个十进制数加减计算器需要综合考虑界面设计、输入和输出处理、运算逻辑和错误处理等方面。一个好的十进制数加减计算器应该具有易于使用和直观的界面，能够接受各种形式的用户输入，并能够对输入进行验证和处理。它应能够正确地执行加法和减法运算，同时能够检测和处理各种错误情况。通过合理的设计和实现，一个易用、高效和可靠的十进制数加减计算器将成为用户的得力助手，为用户提供准确和方便的计算服务。
8位可控加减法电路设计 电路设计是电子学的核心内容之一，也是实际应用中最为常见的任务 之一、在这个任务中，我们需要设计一个8位可控加减法电路。这个电路 可以实现8位数的加法和减法运算，并且可以根据输入的控制信号来选择 是进行加法还是减法运算。 在我们的电路设计中，我们将使用逻辑门和触发器来实现这个功能。 首先，我们需要一个8位的加法器和一个8位的减法器，这样才能实现加 法和减法运算。我们可以使用全加器来设计8位的加法器，该全加器可以 用逻辑门和触发器来实现。接下来，我们需要一个8位的选择器，该选择 器可以根据输入的控制信号来选择是进行加法还是减法运算。最后，我们 需要一个8位的寄存器，该寄存器可以保存加法或减法运算的结果。 下面是我们的电路设计的详细步骤： 1.首先，我们需要实现一个全加器。全加器的输入包括两位的输入数 和一个进位。全加器的输出包括一个和位和一个进位。我们可以使用逻辑 门和触发器来实现全加器。具体实现方法可以参考全加器的电路原理图。 2.然后，我们需要把8个全加器连接在一起，形成一个8位的加法器。将输入的两个8位数和一个进位信号分别连接到每个全加器的输入端，将 每个全加器的和位依次连接到寄存器中，将每个全加器的进位依次连接到 下一个全加器的进位输入端，最后一个全加器的进位输出端不需要连接。 3.接下来，我们需要实现一个8位的减法器。减法器的输入包括两个 8位的输入数和一个借位。减法器的输出是一个差位和一个借位。我们可 以使用逻辑门和触发器来实现减法器。具体实现方法可以参考减法器的电 路原理图。
4.然后，我们需要把8个减法器连接在一起，形成一个8位的减法器。将输入的两个8位数和一个借位信号分别连接到每个减法器的输入端，将 每个减法器的差位依次连接到寄存器中，将每个减法器的借位依次连接到 下一个减法器的借位输入端，最后一个减法器的借位输出端不需要连接。 5.最后，我们需要实现一个8位的选择器。选择器的输入包括两个8 位的输入数和一个控制信号。选择器的输出是一个8位的数。如果控制信 号为0，则选择器的输出等于输入数的和位；如果控制信号为1，则选择 器的输出等于输入数的差位。 6.最后，我们将选择器的输出连接到寄存器中，以保存加法或减法运 算的结果。 以上是我们8位可控加减法电路的设计过程。通过逻辑门和触发器的 组合，我们可以实现8位数的加法和减法运算，并且可以根据输入的控制 信号来选择是进行加法还是减法运算。这个电路设计在实际应用中有着广 泛的用途，可以应用于各种计算和控制系统中。
简易加减计算器设计 一、引言 计算器是一种用于进行数学计算的设备，它可以帮助我们进行各种加 减乘除等运算。本篇文章将介绍如何设计一个简易的加减计算器，该计算 器基于数字电路的原理，通过逻辑门电路实现加法和减法运算。 二、设计思路 1.确定输入和输出 2.设计加法电路 加法可以通过逻辑门电路实现，其中最基本的逻辑门是异或门。我们 可以使用多个异或门来实现加法，具体的实现方法如下： -使用8个异或门分别对两个二进制数的对应位进行异或运算，得到 8个中间结果； -使用7个与门分别对中间结果和进位信号进行与运算，得到7个进 位信号； -使用7个或门分别对进位信号进行或运算，得到进位输出； -使用一个或门对中间结果和进位输出进行或运算，得到最终的结果。 3.设计减法电路 减法可以通过将减数取反然后与被减数进行加法运算来实现。具体的 实现方法如下： -对减数取反，可以使用8个反相器实现；
-将取反后的减数和被减数输入到加法电路中进行加法运算，得到结果。 三、电路实现 根据上述设计思路，我们可以使用数字集成电路来实现加减计算器。以下是一个基于数字集成电路74LS83A的简易加减计算器电路图：``` ______________ ， ---，A+B，----，S _______，，______ _______ ，______ ---，M，--- _______，，______ ___________ -----------，B'+1=B __________ ``` 在上述电路图中，A和B分别表示两个8位二进制数的输入，S表示计算结果的输出，M表示减号操作符的输入，B'+1表示减数的取反。
加减法运算器的设计 实验报告
实验二加减法运算器的设计 一、实验目的 1、理解加减法运算器的原理图设计方法 2、掌握加减法运算器的VERILOG语言描述方法 3、理解超前进位算法的基本原理 4、掌握基于模块的多位加减运算器的层次化设计方法 5、掌握溢出检测方法和标志线的生成技术 6、掌握加减运算器的宏模块设计方法 二、实验任务 1、用VERILOG设计完成一个4位行波进位的加减法运算器，要求有溢出和进位标志，并封 装成模块。模块的端口描述如下： module lab2_RippleCarry 宽度可定制（默认为4位）的行波进位有符号数的加减法器。 #(parameter WIDTH=4) ( input signed [WIDTH-1:0] dataa, input signed [WIDTH-1:0] datab, input add_sub, // if this is 1, add; else subtract input clk, input cclr, input carry_in, //1 表示有进位或借位 output overflow, output carry_out, output reg [WIDTH-1:0] result ) 2、修改上述运算器的进位算法，设计超前进位无符号加法算法器并封装成模块。模块的端 口描述如下： module lab2_LookaheadCarry // 4位超前进位无符号加法器 ( input [3:0] a, input [3:0] b, input c0, //carry_in input clk, input cclr, output reg carry_out, output reg [3:0]sum ); 3、在上述超前进位加法运算器的基础上，用基于模块的层次化设计方法，完成一个32位
中央民族大学 数字电路实验报告 加减法运算器的设计 姓名：王瑞琦学号: ******** 班级：13级计算机一班 所在院系：信息工程学院 指导老师：*** 完成日期：2015/03/28-2015/03/29
目录 一、实验目的 (3) 二、实验设备 (3) 三、实验内容 (3) 四、实验功能概要 (3) 五、设计详细描述 (4) 5.1四位行波进位加减法运算器 (4) 5.1.1功能描述 (4) 5.1.2封装模块图 (4) 5.1.3总电路图 (4) 5.1.4组成模块 (5) 5.1.5程序设计 (6) 5.1.6功能仿真波形图 (8) 5.2四位超前进位加法运算器 (9) 5.2.1功能概述 (9) 5.2.2封装模块图 (9) 5.2.3程序设计 (9) 5.2.4功能仿真波形图 (11) 六、实验注意事项 (11) 七、实验问题及解决方法 (12)
一、实验目的 1、掌握加减法运算器的Verilog HDL语言描述方法 2、理解超前进位算法的基本原理 3、掌握基于模块的多位加减运算器的层次化设计方法 4、掌握溢出检测方法和标志线的生成技术 5、熟悉QuartusⅡ 10.0和DE2-115使用方法 二、实验设备 PC机+ QuartusⅡ10.0 + DE2-115 三、实验内容 1、在PC机上安装QuartusⅡ10.0或更高版本并破解。 （注意：QuartusⅡ10.0版本以上软件不再包含仿真组件，因此需要在安装QuartusⅡ10.0同时选择安装第三方仿真工具，我们可以选择安装免费的Modelsim-Altera，学习如何编写Verilog HDL格式的仿真测试文件Testbench。） 2、在PC机上安装DE2-115的驱动程序。 3、使用Verilog HDL语言实现一个4位行波（串行）进位的加减法运算器，要求有溢出和进位标志，仿真正确后封装成模块。 4、使用Verilog HDL语言实现一个4位超前（并行）进位加减运算器，要求有溢出和进位标志，仿真正确后封装成模块。 四、实验功能概要 1.四位行波进位的加减法运算器，有溢出和进位标志。 2.四位超前进位的加减法运算器，有溢出和进位标志。
四川师范大学成都学院 4位数加法计算器的设计—电子线路实现训练 学生姓名 学号 所在系通信系 专业名称通信工程 班级2009级通信工程2班 指导教师 四川师范大学成都学院 二○一一年六月
目录 一、设计任务 (1) 二、方案与论证 (1) （一）控制器的选择 (1) （二）显示器的选择 (2) 三、系统硬件设计 (3) （一）系统总框图 (3) （二）原理图设计 (3) 四、系统软件设计 (5) 五、总结与展望 (5) 六、参考文献 (6) 附录一：系统总电路 (7) 附录二：系统功能测试 (8) 四则运算如图： (8) 时钟显示如图：（创新部分） (8) 附录三：系统PCB图 (9) 附录四：源代码 (10)
电子线路实现训练 4位数加法计算器的设计 —电子线路实现训练 一、设计任务 ⏹系统通过4×4的矩阵键盘输入数字及运算符。 ⏹可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕 显示E ⏹可以进行加法以外的计算（乘、除、减）。 ⏹其他功能（时钟显示） ⏹画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图。 二、方案与论证 （一）控制器的选择 控制器主要用于各模块控制对显示、计算等。控制器的选择有以下三种方案。 方案1：8位AT89S51 AT89S51是ATMEL公司生产，该单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。 方案2：采用FPGA（现场可编程门列阵）作为系统的控制器。 FPGA采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。但由于本设计对数据处理的速度要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。 方案3: 32位LM3S615 LM3S615采用为小型嵌入式应用方案而优化的32位ARM®CortexTM-M3 v7M结构，可兼容Thumb®的Thumb-2专用指令集处理器内核，可提高代码密度，50-MHz操作。但其成本太高，故在本系统中不宜采用。 综上述：控制器方案1。
毕业设计题目简易加减乘除计算器 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目： 简易加减乘除计算器 设计要求： 1．根据所学内容运用编程做一个简易加减乘除计算器，实现加、减、乘、除、等以及清零的功能。 2.设置一组数码管, 使其能够显示程序运行，按键动作的内容。 3.设置一组按键，使其键依次对应0——9、“+”、“-”、“*”、“/”、“=”和清除键。 4．可以进行小于255的数的加减乘除运算，并可连续运算。当键入值大于255时，将自动清零，可重新输入。 设计进度要求： 第一周：确定题目，寻找单片机和计算器设计的相关资料； 第二周：读懂资料，有初步的设计思路； 第三周：绘制硬件电路图； 第三周：设计软件框图； 第四周：相应软件设计（程序设计）； 第五周：进行程序调试并且修改； 第六周：写毕业设计论文； 第七周：修改并提交毕业设计； 第八周：准备论文答辩； 指导教师（签名）：
摘要 在很多领域的数据处理中要用到数学运算，作为计算机自动处理系统更显得重要。此项目设计以单片机为核心部件的计算器，采用4*4矩阵式键盘，16个键依次对应0——9、“+”、“-”、“*”、“/”、“=”和清除键。使用单片机最小使用系统1模块，简单方便。采用静态显示，显示器由5个共阴极数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。5个串/并行移位寄存器芯片74LS164首尾相连。每片的并行输出作为LED数码管的段码。 本计算器系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。 关键词：单片机，计算器，键盘，静态显示