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4位二进制乘法器

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1 4 位二进制乘法器的设计 一、概述 4 位二进制乘法器在实际中的应用相当广泛,是一些计算器的基本组成部分,其原理适用于很多计算器和大型计算机,它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理,从而掌握如何根据需要设计满足要求的各种电路图,解决生活中的实际问题,将所学知识应用于实践中。 根据任务书设计电路主要要求是:绘制出电路的原理图,并且诠释每部分的功能;根据设计的电路图分析所需要元器件种类和个数;根据技术指标制定实验方案,验证所设计的电路;进行实验数据处理和分析。 设计任务技术指标;输入数据:被乘数 X(0000~1111);乘数 Y(0000~1111);输入命令:启动信号S1,高有效。输出数据:乘积C(00000000~11100001);其乘积可以存贮。 二、方案说明 此方案采用 74LS194 双向移位寄存器,74LS283 加法器和 74LS00、74LS04等门电路。乘法就是反复进行移位和加法,被乘数放入MD 寄存器,乘数放入MQ寄存器,A 寄存器中放结果 ,乘数的位数放在 C 寄存器中。AC 寄存器的初 值 为 0。A 寄存器的内 容 被右 移时,最 高位移入0,其最 低 位内 容 被移入MQ 的最 高位。C寄存器右 移时,其最 高位移入1。若MQ 寄存器的最 低 位(用 M(0)来 表 示 )为1时,将被乘数与 A 寄存器中的内 容 用全 加器相加后 ,将结果 放回 A 寄存器中保 存。若 M(0)的值 为 0,将 0 与 A 寄存器的内 容 相加,将其结果 再 存入A 寄存器。接 着 ,将 A、MQ、C 寄存器的内 容 右 移1 位。将此动作反复进行乘数位数那 么 多遍 。此乘法电路通过同 步 电路操 作,运 算与 时钟 脉 冲 同 步 进行。 从以上 方案中可知,方案设有信号发 生电路,数据输入电路,移位寄存电路,加法电路和运 算结束 判 断 电路和启动电路。各部分功能明确 且之 间 的联 系 容 易 理解,所以采用这 种方案。 原理框 图如图 1 所示 。 2 图1 4 位二进制乘法器电路的原理框图 三、电路设计 1. 信号发生电路 因为 A 寄存器起着存储并移位的作用,所以它的时钟信号频率应为主时钟频率的2 倍,占空比相同且都大于 50%,如图2 信号发生电路。 图2 信号发生电路 加法器 E(触发器) 寄存器B(被乘数) 计数器P 检 n 寄存器A(累加和) 寄存器Q(乘数) 进位 Q0 Z 主 时 钟 信 号50HZ,占空...

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