数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)

第1关:半加器设计

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本关卡最终答案:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第1张图片

 

任务描述

本关任务:利用在Logisim中的“组合逻辑分析”工具自动生成半加器电路。

相关知识

半加器电路是指对两个输入的二进制数据位A、B相加(没有进位输入),输出和Sum与进位Cout​,是实现两个一位二进制数的加法运算电路。真值表如下:

A B Cout​ Sum
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

测试说明

请用记事本或者其他纯文本编辑器打开电路文件(Adder.circ),全选、复制,然后粘贴到代码窗口中,点击右下方的“评测”按钮,平台会对你的代码进行测试。

第2关:全加器设计

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本关卡最终答案:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第2张图片

 

任务描述

本关任务:请根据教材中的全加器原理图在Logisim中手工绘制全加器电路。

相关知识

全加器FA(Full Adder)是实现两个1位二进制数(xi​、yi​)和来自低位进位(ci​)相加,产生和(si​)与进位输出(ci+1​)的组合逻辑电路。真值表如下:

xi​ yi​ ci​ ci+1​ si​
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

全加器的逻辑表达式如下: s=∑m(1,2,4,7)=xi​⊕yi​⊕ci​ ci+1​=∑m(3,5,6,7)=xi​yi​+xi​ci​+yi​ci​=xi​yi​+(xi​⊕yi​)ci​ 电路原理图如下:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第3张图片

实验内容

实验电路框架与第一关相同。 在Logisim中打开实验电路框架,在工程中的“手绘全加器”子电路中绘制全加器电路。

子电路封装外观

子电路封装外观如下图所示,请不要改变引脚位置,否则无法完成测试!

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第4张图片

测试说明

请用记事本或者其他纯文本编辑器打开电路文件(Adder.circ),全选、复制,然后粘贴到代码窗口中,点击右下方的“评测”按钮,平台会对你的代码进行测试。

常见问题

不要使用“组合逻辑分析”工具自动生成电路,否则电路封装外观会改变,无法完成在线评测!

第3关:行波进位加法器设计

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本关卡最终答案:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第5张图片

 

任务描述

本关任务:在Logisim中,利用上一关设计的全加器FA级联设计一个4位的行波进位加法器。

相关知识

行波进位是指进位信号从低位逐位向高位传递,特点是结构简单,但速度比较慢。原理示意图如下:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第6张图片

子电路封装外观

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第7张图片

请勿移动引脚位置,否则无法完成测试!

实验内容

实验电路框架与第一关相同。 在Logisim中打开实验电路框架,在工程中的“4位行波进位加法器”子电路中,利用全加器模块级联设计一个4位的加法器。

测试说明

请用记事本或者其他纯文本编辑器打开电路文件(Adder.circ),全选、复制,然后粘贴到代码窗口中,点击右下方的“评测”按钮,平台会对你的代码进行测试。

第4关:1位十进制加法器设计

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本关卡最终答案:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第8张图片

 

任务描述

本关任务:在Logisim中,利用上一关的4位加法器来设计一个1位十进制数(8421BCD)加法器电路。

相关知识

BCD码加法原理

1位十进制数(8421BCD码)加法原理图如下:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第9张图片

修正逻辑设计

第一次相加的结果Z大于9的判断: 简化真值表如下:

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第10张图片

表达式:Adjust=Z4​+Z3​Z2​+Z3​Z1​

修正值0或6的生成逻辑

真值表如下:

,

表达式:a3​=a0​=0;a2​=a1​=Adjust

子电路封装外观

数字逻辑---头歌实训作业---加法器设计(Logisim)_第11张图片

请勿移动引脚位置,否则无法完成电路测试!

实验内容

实验电路框架与第一关相同。 在Logisim中打开实验电路框架,在工程中的“1位十进制加法器”子电路中,利用4位加法器和适当的门电路来设计完成1位BCD码加法器电路。 本实验要用到线路库(Wiring)中的“分线器(Splitter)”! 本实验禁止使用比较器和多路选择器MUX!

拓展设计建议

完成上述实验后,可以在本地尝试多位十进制加法器设计、8421码到余3码的转换电路设计等。

测试说明

请用记事本或者其他纯文本编辑器打开电路文件(Adder.circ),全选、复制,然后粘贴到代码窗口中,点击右下方的“评测”按钮,平台会对你的代码进行测试。

你可能感兴趣的:(数字逻辑,硬件工程)