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两片74181芯片设计8位ALU电路 执行加减法 与、或、非、异运算

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ID:453890 发表于 2018-12-24 21:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
选用两片74181,设计8位ALU电路。
按照实验要求设计简单ALU,能执行8种操作,分别为:
1)加、减、增1、减1等4种8位算术运算;
2)与、或、非、异或等4种8位逻辑运算。

一、实验原理
74181是4位的算逻单元,其中红色的标示为输入信号;
绿色的标示为输出信号;
其中A/B为两个输入的操作数据;
F为输出的结果;
S为ALU功能选择线:包括各种算术元算和逻辑运算等;
Cn为低位向他的进位,Cn+4为他向高位的进位;
G为进位产生函数;
P为进位传递函数;
A=B为指示A与B相等的输出信号。
将两个74181进行组合,由8个拨码开关给定数据a和数据b,实现a,b两个8位代码数字的输入。拨码开关用来设置当前ALU的运算功能,作为进行算术运算或逻辑运算的控制,进行加、减、增1、减1等4种8位算术运算,与、或、非、异或等4种8位逻辑运算,在输出端输出结果result,用8个LED指示灯D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7表示,若LED指示灯不亮表示0,若LED指示灯发光表示1,组成8位代码结果。
二、实验步骤
1.安装使用proteus软件,创建一个新工程
2.放置元器件
3.根据实验原理设计,并连接电路

1.png 2.png 3.png

拨码开关用来设置当前ALU的运算功能,作为进行算术运算或逻辑运算的控制。
由8个拨码开关给定数据a和数据b,将一个数字a的8位代码(8位信号位)送入ALU电路,再将另一个数字b的8位代码(8位信号位)送入ALU电路。
LED指示灯D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7表示计算结果result,若LED指示灯不亮表示0,若LED指示灯发光表示1,组成8位代码结果。

三、实验结果
(1)算术运算
做加法:输入a = 00000011,b = 01000011,result = 01000110。输入a = 01111111,b = 01111111,result = 11111110
做减法,其实就是将b取反再+1,然后参与到加法运算中。
做自加1运算,输入a = 00000001,result = 00000010。
做自减1运算,输入 a = 00000001,result = 00000000
(2)逻辑运算
“与”门运算,输入a = 00001111,b = 11000011,result = 00000011。
“或”门运算,输入a = 11110000,b = 00001111 ,result = 11111111。
“异或”门运算,输入a = 11001100,b = 10101010,result =01100110。
“非”门运算,输入a = 10010110,result = 01101001
四、实验结论
两片74181,组合设计成8位ALU电路,通过调节,能执行8种操作,加、减、增1、减1等4种8位算术运算,与、或、非、异或等4种8位逻辑运算。而且能够通过LED指示灯的信号实现结果准确输出。
五、讨论和分析
将理论知识学习理解,然后在实验中加以运用。要想将抽象的概念用实验设计出来,还需要对实验的元件充分了解,达到功能的实现。拨码开关能够很好地进行数据输入,而LED指示灯可以实现数据的输出,逻辑运算的元件用来进行运算。

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ID:651704 发表于 2019-11-28 19:30 | 显示全部楼层
有电路图原图吗
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ID:651704 发表于 2019-11-28 19:31 | 显示全部楼层
电路图是用什么软件画的
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ID:669127 发表于 2019-12-20 13:22 | 显示全部楼层
想看原图
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