数字加法器的设计与实现(2)
5.3 加法器在工业中的应用 23
6. 总结与展望 26
参考文献 28
致谢 29
数字加法器的设计与实现
1.绪论
1.1课题背景
当今信息时代，以计算机和通信技术为代表的信息科学和技术，对世界的经济、军事、科技、教育、文化、卫生等方面的发展产生了深刻的影响，由此而兴起的信息产业已经成为世界的经济发展支柱。而微电子技术作为信息技术的基础，集成电路是整个电子信息的关键。
加法器是集成电路模块的核心部件，它在当中的作用必不可少。在数字计算系统中，加法器是一种基本运算器件，加法器可以用于算术运算、计数、地址运算等，其中算术运算包括加法、减法、乘法和除法。处理器的性能在很大程度上取决于加法器的速度和面积。因此对加法器的研究具有重大的意义。在算术逻辑单元（ALU）中，ALU是CPU的运算器的重要部件，它主要完成两类操作：逻辑操作和算术操作。逻辑操作是按位进行的，位与位之间并不关联，也不会出现进位，所以逻辑运算速度很快，并且是一个常数。因此，对逻辑操作不需进行过多的优化工作。而对于算术操作（主要是加法运算），由于位与位之间是相关联的，会出现进位问题，导致某一位计算结果与所有低于它的位相关联。因此，以减少位与位之间传输所消耗时间和提高运算速度为目的，人们设计并实现了不同类型的加法器
1.2主要研究工作
作为组合逻辑电路的种类之一，数字加法器按是否考虑低位进位分为半加器和全加器；多位加法器按照相加方式不同分为串行进位加法器和并行进位加法器。
本文主要根据基本逻辑函数、组合逻辑电路、加法器的概念和原理、功能，设计出数字加法器，包括用74LS138译码器实现全加器、用74LS153数据选择器实现全加器和加法器在工业上的应用，并且通过分析、实验，将其要求实现。本文具体的研究工作如下：
2. 基本逻辑函数
用来描述数字电路的特点的方法就叫做逻辑函数(logical function)，输入、输出量是高、低电平，可以用二元常量(0，1)来表示。它有很多种表示方法，如：布尔代数法（按一定逻辑规律进行运算的代数）、真值表法（采用一种表格来直观地表示逻辑函数之间的运算关系）、逻辑图法（用特定的符号组成逻辑函数的运算关系）、卡诺图法（表示和简化逻辑函数）等。
2.1 逻辑函数中的三种基本运算
逻辑运算又称布尔运算，他用等式表示判断，把推理看作等式的变换。人们对符号的解释不依赖这种变换的结果，只看重符号的内在的组合的规律 ，所以就把这种逻辑的理论叫做布尔代数。20世纪初期，逻辑代数成功地应用在了数字电路系统上，各种复杂的大系统如雨后春笋般冒出，全都是因为电路与计算机的迅猛发展，它们的变换规律也遵守布尔定律。与、或、非三种睇逻辑代数中最基本的逻辑运算，下面我们就来了解一下三种基本运算。
2.1.1 与运算
逻辑与的含义是：当所有的条件都满足时，事件才会发生。如图2.1所示，只有当开关A，B同时闭合，电路才会连通，电灯才会亮。逻辑与运算又可以叫做逻辑乘，它的逻辑函数式是