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2021年1月30日发(作者：郭兰英南泥湾)

题目：


燕

山

大

学


EDA
课程设计报告书



算术逻辑逻辑单元
ALU



姓名：

班级：

学号：

成绩：











一、设计题目及要求

题目名称：算术运算单元
ALU

要求：


1
．进行两个四位二进制数的运算；


2
．算术运算：
A+B, A-B, A
×
B
；


3
．逻辑运算：
A and B, A or B, A not, A xor B
；


4.
用数码管显示算术运算结果，以
LED
指示灯显示逻辑运算结果
。




二、设计过程及内容


1.
整体设计思路


(1
）根据设计要求将题目划分为五 个模块。包括两个逻辑运算模块，两个
算术运算模块，和一个控制模块。其中逻辑运算模块为
A
and
B
和
A
or
B
，
A not
和
A xor B
；算术模块为
A
±
B
，< br>A
×
B
。


（
2
）因为需要进行 四位二进制数的运算，因此用
A3,A2,A1,A0
表示四位
二进制数
A< br>，用
B3,B2,B1,B0
表示四位二进制数
B
，用
C4, C3,C2,C1
表示
四位二进制数
C
。其中
A
，
B
为输入，
C
为输出。







2
．分模块设计


（
1
）
A+B
和
A-B
模块（李佳乐负责）


A+B
可以直接通过
74283
两个四位二进制数加法器实现。
A -B
可以看作
A+
（
-B
）
，
即
A
加
B
的补码来实现。
同时再设计一个转换控制端
M
。
M= 0
时实现
A+B
，
M=1
时实现
A-B
。最后再设 计一个总的控制端
K1
，
K1=1
时模块正常工作，
K1=0
时不工作。
做加法时，
C0
为进位输出，
C0
输出
1表示有进位，
做减法时，
C0
为借位输出，
C0
输出
1
表示有借位。
通过
74283
五位输出，进入译码器将五位变成八位输出，在 通过数码管显示。


A+B
，
A-B
总原理图如下：







A+B
，
A-B
分原理图如下：





译码器原理图如下：




扫描电路原理图如下：











A+B
仿真图：
15+15=30


A-B
仿真图：
14-6=8









（
2
）
AXB
模块（宋任强负责）


乘 法模块计算部分由四个
74285
实现，计算结果经译码器编译为
10
位BCD
码，经
扫描器输入到数码管，
K2
控制是否进行乘法运算。

AXB
总原理图：


A
×
B
运算部分

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