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中山大学数字电路与逻辑设计实验报告

院系 信息科学与技术学院 学号 专业 计算机科学类 实验人

3、实验题目：AU(Arithmetic Unit,算术单元）设计。 实验内容：

设计一个半加半减器，输入为 S、A、B,其中S为功能选择口。当S=0时，输出A+B及进位；当S=1时，输出A-B及借位。 S 输入1 输入2 输出Y 进/借位Cn 0 A B A+B 进位 1 A B A-B 借位 利用三种方法实现。

（1）利用卡诺图简化后只使用门电路实现。 （2）使用74LS138实现。

（3）使用74LS151实现，可分两次单独记录和/差结果、进位借位结果或使用两块74LS151实现。 实验分析： 真值表 S A B Y Cn 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 卡诺图： S AB 0 1 通过卡诺图可得：Y=AB+AB 00 0 0 01 1 1 110 0 101 1

S AB 0 1

000 0 Cn=ABS+ABS 010 1 =(AS+AS)B 11 1 0 10 0 0

实验设计：

（1）利用门电路实现。

①利用74LS197的八进制输出端Q1、Q2、Q3作为B、A、S的输入。

②用异或门74LS86实现输出Y.

③用74LS86实现A⊕B，再用74LS08与B实现与门。 （2）利用74LS138实现

①将74LS197的Q3、Q2、Q1作为74LS138的S2、S1、S0输入，G2A、G2B接低电平，G1接高电平。

②将74LS138的Y1、Y5、Y2、Y6利用74LS20实现与非门作为输出Y。 ③

将74LS138的Y3、Y5利用74LS00实现与非门作为输出Cn。

（3）利用74LS151实现

将74LS197的Q3、Q2、Q1作为74LS151的S2、S1、S0输入，D1、D2、D5、D6接高电平，D0、D3、D4、D7接低电平。Z即为输出Y、将D3、D5接高电平，其他接低电平。Z即为输出Dn。 实验过程及出现的问题：

按如图所示接好电路

问题：由于实验电路箱中74LS86和74LS08不能同时工作，所以改用两次74LS00来实现与门。 实验结果：