一、设计题目及要求 设计题目： 算术运算单元ALU 的设计 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+1 ，A-1 ； 3.逻辑运算：A and B ，A or B ，A not ，A x or B 。 注意：从整体考虑设计方案，优化资源的利用。 二、设计过程及内容（包括○1 总体设计的文字描述，即由哪几个部分构成的，各个部分的功能及如何实现方法；○2 主要模块比较详尽的文字描述，并配以必要的图片加以说明，但图片数量无需太多） 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AandB 和AorB，Anot 和Ax orB；算术模块为A±B，A±1。 （2）因为需要进行四位二进制数的运算，因此用A4A3A2A1 表示四位二进制数A，用B4B3B2B1 表示四位二进制数B，用C4C3C2C1 表示四位二进制数C。其中A，B 为输入，C 为输出。 （3）用74283 超前进位加法器和其他所学元器件设计并建立四个运算模块，每一个模块在高,低电平的控制下均可分别实现两个运算功能。再设计一个二线四线译码器作为控制模块控制四个运算模块，然后将各个模块连接起来，这样就实现了题目要求的八个运算功能。 总体电路设计原理图 2 总体电路仿真图 2.分模块设计 （1）A 且B 和A 或B 模块 A 且B 模块直接通过四个二输入与门实现，A 或B 直接通过四个二输入或门实现。同时设计一个转换控制端 M ，当 M ＝1 时，A 且B 工作，M ＝0 时，A 或B 工作。最后设计一个总的控制端 K1，K1＝1 时模块正常工作，K1＝0 时模块不工作。 A 与B 和A 或B 模块原理图 A 与B 仿真图 3 A 或B 仿真图 (2)A 非和A 异或B 模块 A 非直接通过四个非门实现，A 异或B 直接通过四个异或门实现。同时设计一个转换控制端 M ，M ＝1 时 A 非工作，M ＝0 时 A 异或B 工作。最后在设计一个总的控制端 K2。K2＝1 时，模块正常工作，K2＝0 时，模块不工作。 4 A 非和A 异或B 模块原理图 A 非仿真图 A 异或B 仿真图 5 （3）A+B 和A-B 模块 A+B 直接通过74283 两个四位二进制数加法器直接实现。A-B 可以看做 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 K3，K3=1 时模块正常工作，K3=0 时不工作。做加法时，CO为进位输出，CO ...
