资源描述：
《数字逻辑电路设计方法探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2000年11月四川师范大学学报(自然科学版)Nov.,2000第23卷第6期JournalofSichuanNormalUniversity(NaturalScience)Vol.23,No.6数字逻辑电路设计方法探讨陈立万(重庆三峡学院电子工程系,重庆万洲404000)摘要:全加器是算术逻辑运算中非常重要的组成部分,对其深入探索、正确理解有极其重要的意义.通过对全加器的逻辑表达的演变,采用不同器件,用多种方法设计出一位全加器,使实验者或产品开发者等在使用全加器时,根据具体条件,选择不同方法完成其功能,以达到对数字逻辑电路设计方法较全面的理解.关键
2、词:全加器;逻辑表达式;逻辑电路中图分类号:TP332.2文献标识码:A文章编号:100128395(2000)0620656203数字逻辑电路的分析和设计是数字电子技术1全加器的原理的两个重要内容,尤其是电路设计,在教学、科研、产品开发等方面都十分重要[1～4].如何根据现有器全加器是考虑低位向高位进位的二进制数加件,将实际问题转化为具体电路,完成其功能,是设法器.实际中,主要是多位数的全加器,但多位数的计电路的一般过程.具体来讲,可按如下步骤进行:全加器是以一位数的全加器为基础,掌握了一位数(1)分析设计要求,把用文字描述形式的设计的加法运算规则
3、,对理解多位数的加法运算就迎刃要求抽象成输入、输出变量的逻辑关系;而解了.因此,这里只介绍一位全加器的设计方法.(2)根据分析出的逻辑关系,通过其值表或其设Ai,Bi分别为两个二进制数的第i位加数和被加他方式列出逻辑函数表达式;数,Ci为第位向第i-1位的进位数,Si为本位和,(3)根据所选择的门的类型,变换并化简逻辑Ci+1为第i位向i+1位的进位数,根据二进制数加表达式;法运算规则有真值表,见表1[5].(4)画出逻辑电路图或电路原理图;(5)按照工程实际要求,对所设计的电路进行表1二进制数加法运算规则真值表综合评价.但由于在数字电路中元器件产品
4、发展很AiBiCiSiCi+100000快,品种繁多,集成度高低不同,性能也各异,导致00110设计电路的方法多样,且电路的性能优劣、繁简度01010也不同.因此,如何根据具体条件选择适当的设计0110110010方法,设计出合适的电路是每个设计人员不可低估10101的.况且,在当前中、大规模集成电路种类很多的情1100111111况下,数字逻辑设计的重点已不再刻意追求如何在所设计的电路中减少几个门的问题,而是在提高速由真值表写出逻辑表达式:度,如何提高可靠性及降低成本上.为了解决复杂(1)本位和的逻辑表达式:系统的分析和设计,可以把复杂系统划分成若
5、干系Si=AiB…iC…i+A…iBiC…i+A…iB…iCi+AiBiCi,(1)统,每个系统又划分为较简单、较规范的电路单元,(2)本位向高位的进位表达式:这样从顶向下进行总体规划设计,从下向上进行分Ci+1=A…iBiCi+AiB…iCi+AiBiC…i+AiBiCi,(2)析和设计,复杂系统的分析和设计就不难解决了.本文通过数字逻辑电路中全加器的实现,对数或字逻辑电路的设计作了较全面的探讨.Ci+1=AiBi+BiCi+AiCi.(3)收稿日期:2000-03-20作者简介:陈立万(19642),男,讲师第6期陈立万:数字逻辑电路设计方法探讨
6、6572一位全加器的几种设计方法Ci=C′i+C″i=AiBi+(AiÝBi)Ci.其逻辑图如图2所示.方法1用门电路实现如果利用(1)、(3)式,可以用与一个或门实现;若把(1)、(3)两次求反,可用与非门实现;若对其进行其他变换,还可以有多种门电路实现方式.例如:施行如下变换Si=AiB…iC…i+A…iBiC…i+A…iB…iCi+AiBiCi=(AiB…i+A…iBi)+(A…iB…i+AiBi)Ci=(AiÝBi)C…i+AiÝBiCi=AiÝBiÝCi,(4)方法3用3～8线译码器(74LS138)实现一位Ci+1=A…iBiCi+AiB
7、…iCi+AiBiC…i+AiBiCi=全加器对3～8线译码器的逻辑表达为:(A…iBi+AiB…i)Ci+AiBi(C…i+Ci)=…Y0=A…B…C…,…Y1=A…B…C,…Y3=A…BC…,…Y3=A…BC,(AiÝBi)Ci+AiBi.(5)…Y4=AB…C…,…Y5=AB…C,…Y6=ABC…,…Y7=ABC.事实上,仅用2个异或门,2个与门,1个或门,共5个门电路实现一位全加器的功能.从门电路的若令Ai=A,Bi=B,Ci=C,则全加器逻辑选择上是采用了较少的门电路实现了同样逻辑功表达式变为:能,实现了电路设计的优化组合.由(4)、(5)
8、式可得Si=AiB…iC…i+A…iBiC…i+A…iB…iCi+AiBiCi=逻辑电路,如图1所示.AB…
