算术运算电路.ppt

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1、4.5算术运算电路4.5.1半加器和全加器半加器全加器4.5.2多位数加法器串行进位加法器超前进位集成4位加法器74LS283*超前进位产生器741824.5.3减法运算反码和补码由补码完成减法运算4.5.4集成算术/逻辑单元举例14.5.1半加器和全加器11011001+011010011两个二进制数相加时，有两种情况：一种不考虑低位来的进位，另一种考虑低位来的进位。加法器也因此分为半加器和全加器。半加器全加器两个4位二进制数相加的过程:24.5.1半加器和全加器1.半加器（HalfAdder）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

2、辑表达式逻辑图1000C011010101000SBA表4.5.1半加器的真值表C=AB图4.5.1（b）34.5.1半加器和全加器2.全加器（FullAdder）全加器的真值表逻辑表达式1110111010011100101001110100110010100000CiSiCi-1BiAi全加器真值表全加器能进行加数、被加数和低位来的进位信号相加，并根据求和结果给出该位的进位信号。44.5.1半加器和全加器2.全加器（FullAdder）全加器的真值表逻辑表达式逻辑图采用包围0的方法进行化简得：逻辑图54.5.1半加器和全加器2.全加器（FullAdder）全加

3、器的真值表逻辑表达式逻辑图64.5.1半加器和全加器3.由两个半加器构成一个全加器74.5.2多位数加法器1.串行进位加法器----采用四个1位全加器组成如何实现两个四位二进制数相加？A3A2A1A0+B3B2B1B0=?低位的进位信号送给邻近高位作为输入信号，任一位的加法运算必须在低一位的运算完成之后才能进行。串行进位加法器运算速度不高。84.5.2多位数加法器2.快速加法器、超前进位加法器进位输入是由专门的“进位门”综合所有低位的加数、被加数及最低位进入输入后来提供。换言之，该电路能使每位的进位直接由加数和被加数直接产生，而无需等待与低位的进位信号，称之为“快

4、速加法器”或”超前进位加法器”。94.5.2多位数加法器定义两个中间变量Gi和Pi：Si=Pi⊕Ci-1Ci=Gi＋PiCi-1Gi=AiBiPi=Ai⊕Bi……产生变量……传输变量2.快速加法器、超前进位加法器104.5.2多位数加法器进位信号的产生：Si=Pi⊕Ci-1Ci=Gi＋PiCi-1C0=G0+P0C-1C1=G1+P1C0=G1+P1G0+P1P0C-1C2=G2+P2C1=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0C-1C3=G3+P3C2=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0C-1113.超前进位集成4位加法器74L

5、S283逻辑图4.5.2多位数加法器123.超前进位集成4位加法器74LS28374LS283逻辑框图74LS283引脚图4.5.2多位数加法器134.超前进位加法器74LS283的应用例1用两片74LS283构成一个8位二进制数加法器。在片内是超前进位，而片与片之间是串行进位。4.5.2多位数加法器144.超前进位加法器74LS283的应用8421码输入余3码输出1100*例2.用74283构成将8421BCD码转换为余3码的码制转换电路。8421码余3码000000010010001101000101+0011+0011+0011CO4.5.2多位数加

6、法器154.5.3减法运算补码和反码的关系式:N补=N反+1。在实际应用中，通常是将减法运算变为加法运算来处理，即采用加补码的方法完成减法运算。1.反码和补码这里只讨论数值码，即数码中不包括符号位。原码自然二进制码反码将原码中的所有0变为1，所有1变为0后的代码。反码与原码的一般关系式：N反=（2n1）N原补码N补=2nN原原码：000101反码：111010111111补码：111011164.5.3减法运算用全加器采用加补码完成减法运算1）AB0的情况。1010000100补码和反码的关系式:N补=N反+1。进位反相借位2）AB<0的情况。0110

7、0借位11100进位反相0101-000101000001-0101-0100结果表明，在A–B0时，借位信号为0，所得的差就是差的原码。在A–B<0时，借位信号为1，所得的差是差绝对值的补码。174.5.3减法运算减法运算的原理完成A与B的补码相加。完成不同情况的差值处理：1010001100借位信号为0时，差值为正数，电路以原码形式输出，全加器2的输入加0000。0100+0000借位信号为1时，差值为负数，需再将求补得差值原码，即求反加1。0011+10100AB0AB<0A=0101B=0001A=0001B=0101184.5.3减法运算由加补码

8、完成减法运