4位二进制乘法器Word文件下载.docx
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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。
U20A
U6的clk
U21、U24的clk
U7、U10的clk
图2信号发生电路
2.数据输入电路
两个4位二进制数用开关控制其输入高低电平，左边四个为被乘数输入端左
高位右低位，右边四个为乘数输入端，左高位右低位，如图4数据输入电路。
图3数据输入电路
3.移位寄存电路
因为两个4位二进制数相加结果可能为5位二进制数，所以将两个74LS194芯片连成一个8位双向移位寄存器，被乘数和乘数分别保存在两个74LS194寄存
器中，如图4移位寄存电路
U15的4个输入端左
高右低
雪半？
U674LS194D
U21
U15的另4个输入端左局右低
74LS194D
U24
74LS1MD
吉兽昌自言兽吕自
工耳八
口
OS
MTU八
Hq
盘
书叫U1074LS194D
乘数
被乘数
主时钟
图4移位寄存电路
启动信号
4.加法电路
该电路将根据主时钟信号和乘数最低位数字有选择性的把A寄存器中的数
据和被乘数或0000相加，相加结果传送到A寄存器的输入端，如图5加法电路。
图5加法电
5.运算结束判断电路
用一个移位寄存器初始存储0000,随着主时钟彳S号右移输入1,当寄存器中四个输出端均为1时，返回给主时钟信号和辅助时钟信号一个低电平，所有时钟控制的芯片停止工作，此时A寄存器中存储乘积的高位，MQ寄存器中存储乘积的低电位，如图6运算结束判断电路。
U7
U8A
图6运算结束判断电路
>
CLK
74LS20D
3
反馈给主时钟的停止信号
24
--WV
icon
_LV1
二5V
6.启动电路
开关左掷时至零，右掷时
Key=Space
用电源电阻和一个单刀双掷开关组成的启动电路,开始计算，如图7启动电路图。
图7启动电路图
四、性能的测试
按电路图连接好电路，根据闭合或打开S2至S9的开关确定输入的被乘数和乘数，打开仿真电源然后右掷S10,右上两个数码管（左端为高位，右端为地位）稳定后的显示即为乘法的结果，如图8。
函数发生器信号发射如图9。
表4.1列出了一些二进制数相乘的结果，一个结果出来后再计算其它值可先在输入端改正
输入的乘数和被乘数，将开关S10左掷时瞬间清零，然后右掷，即可得出新测试的值。
表4.1测试结果表
被乘数（2进制）
乘数（2进制）
积
积（2进制）
8
1
1000
0001
00001001
2
0011
0010
6
00000110
10
1010
30
00011110
11
5
1011
0101
55
00110111
7
0110
0111
42
00101010
9
1001
81
01010001
12
1100
36
00100100
14
1110
70
01000110
15
1111
225
11100001
I'
O1S
XEHD8
ABCD
3456
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wv
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8--veK
081
31R
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-Sr4f
A71U
83
413
0C4C
1B
2B
3B
4B
1A1MUS
2A2MUS
3A3MUS
4A4MUS
62
92
72
K2
D4QY.SL4/6U
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KLC4RLC〜
RS
LS
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D
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BQ
B
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A
2STX
图8被乘数1111上课数1111运算结果图
反同
no
-10,000V
时间0,0005
通道/
-1Q.0QDV
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保存
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时间轴
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图9函数发生器信号发射图
五、结论、性价比
该4位二进制乘法电路实现了任务书中的性能指标，具有启动开关S10（单
刀双掷），其乘积可以被存储；
S10右掷开始计算，输入和输出以及中间计算的移位过程通过LED数码显示器显示出来，非常直观。
得出结果后若要继续计算其他数值可先改变输入端，再将S10左掷清零，然后S10右掷开始计算，因此具有较好的连续计算能力。
该电路主要用到了移位寄存器和加法器这两钟器件，各元件功能明确联系紧
密，对乘法原理的实现简明易了。
所用元器件种类较少性价比比较合适。
六、课设体会及合理化建议
通过设计4位二进制乘法器电路使我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，解决生活中的实际问题，将自己所学知识应用到生活和理论研究中，从而进一步对数字电子技术基础的知识有了新的理解。
这次的课设我参阅了一些资料但与此课设相关的资料甚少，只
找到了一篇关于二进制数乘法原理的介绍，通过仔细阅读分析深刻了解了乘法运算过程中的移位和相加过程，结合任务书的原理图，我开始逐个的测试、学习和使用74LS194和74LS283,通过半天多的时间掌握了这两个元件为后续电路的设计扫除了最主要的障碍。
在设计电路的过程中最主要的体会就是将总的设计方案分为若干个小部分，逐个解决然后再拼接成总方案，这样可以减少出错的可能，同时容易及时发现错误并改正错误。
在课设之中我提的建议就是：
可以采取团队合作的方式，两三个人共同完成一个课设但要求给出至少两个方案，这样既可以培养同学们的合作精神，又能激发同学们的创作热情，同时能避免个别组员偷懒的可能。
此外在课设第一天可以用一小堂课来初步讲解Multisim的主要功能，例如各种元件在软件中的位置和功能等。
这样可以提高同学们学习使用该软件的效率，把更多的时间用在电路设
计上。
最后感谢老师这些天辛勤的教导，使我在本次课设过程之中获得了很多知识，这次课设的顺利完成会激励我更加努力地学习。
参考文献
[1]谢自美.电子线路设计•实验•测试.[M]武汉：
华中理工大学出版社，2000年
[2]阎石.数字电子技术基础.[M]北京：
高等教育出版社，2006年[3]付家才.电子实验与实践.[M]北京：
高等教育出版社，2004年
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附录II元器件清单
厅P
编号
名称
型号
数量
U15
全加器
74LS283
U6U7U10U21
移位寄存器
74LS194
U8
四输入端与非门
741LS20
S2~S9
单路开关
SPST_NCSB
S10
双路选择开关
SPDT_SB
U16U18U19
U22
数码显示器
LED
U1U2U20
与非门
74LS08
U3U4
非门
74LS04
U5U9U11U12
U13U14U17
U27
三输入端与门
74LS11
R2、R3,R6~R13
电阻
100Q
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