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用logisim设计ALU
这个是大多学生会有的一个作业,只是不同学校形式不同,有的是软件实现,有的则是硬件电路箱实现
设计要求
(1)设计两个控制端S1和S0,完成相应的算术逻辑运算。
S1S0逻辑功能00AND01OR10ADD11SUB
(2)输入:两个8位二进制数。输出:C、O以及Z(判断是否有进位、溢出、结果是否为0)。
实现步骤:
(一)设计思路: (1) 看到这个题,题目给了各种S0S1的取值对应各种输出情况,我们很容易想到要用到选择器 (2) 首先与或以S0一个量决定,于是我打算封装一个可以通过一个输入接口控制选择做8位与、或运算的电路部件,如图所示:
具体封装部件时为了后续方便使用,我将输入A八位与B八位分开上下放置 (3) 加减方面直接可以设计一个有进位、溢出输出的可控八位加减电路,同时可以通过一个变量S0同时控制与或里的筛选变量和加减里的变量sub 加减电路如图: (4) 最后由于要通过S2对与或、加减做进一步筛选,我选择设计一个8位选择器,并进行封装(为了图里面方便使用,毕竟线比较多,我设计成了方形,两块输入分别位于正方形两条边) 如图: (5) 我们这个时候想到需要有一个是否结果为0的判断,可是这个加在主线路会显得不够整洁,所以我决定将其加在上面那个选择器里,使其多一个输出Z 如图: (6) 最后将几部分组合起来即可 (二)逻辑电路图展示: (三)测试: 让我们分别测试一下各种情况 A7到A0分别固定为:1111 1110 B7到B0分别固定为:0000 0001 S1S0:00,即“与”运算(正确结果应该为0000 0000) S1S0:01,即“或”运算(正确结果应该为0111 1111) S1S0:10,即“加”运算(正确结果应该为:1111 1111) S1S0:11即“减”运算(正确结果应该为1111 1101) |
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