一、 实验目的和要求

1. 掌握补码运算器的结构及工作原理；
2. 掌握补码加法器的工作原理。
3. 掌握层次化设计方法。

二、 实验内容

设计一个能实现补码加法、减法、加 1、左移、右移和直接传送功能的四位补码运算器。

三、 主要仪器设备

1. 操作系统为 WINDOWS XP 的计算机一台；
2. 数字逻辑与计算机组成原理实验系统一台；
3. 4D 寄存器 74173、异或门 7486、两输入与门 7408、三输入或门 74hc32。

四、 实验方法与步骤

1. 原理图输入：调用寄存器、移位器、补码加法器等元件根据图 3.4 完成四位补码运算器电路设计、调试并生成元件符号。
   
2. 管脚锁定：将 4 位操作数 A（a3a2a1a0）锁定在 K7－K4 上、将 4 位操作数 B(b3b2b1b0)锁定在 K3－K0 上、将打入脉冲 CPR0 锁定在 SD10 上、将打入脉冲 CPR1 锁定在 SD11 上、将打入脉冲 CPR2 锁定在 SD12 上、将 LM 锁定在 SD13 上、将 DM 锁定在 SD14 上、将 RM 锁定在 SD15 上、将 C0（低位的进位）锁定在 SD16上。
   开关 K 由低电平拔向高电平再拔向低电平，相当于一个脉冲。
   将存放结果的寄存器 R2 的输出端 D(d3d2d1d0)分别锁定在 L3－L0 上。
3. 管脚锁定完毕后在 QuartusⅡ中选择 EP4CE6E22C8 器件，进行原理图的编译和适配，无误后完成下载。
4. 功能测试：利用开关 K 与 LED 测试：加法、加 1、左移、右移、直传等功能，并分析结果正确性。
   
   

连接图：

五、 实验结果分析

加1：
A:1011 B:1001 A+B=0100 —>+1 = 0101

直送：
加法：

减法：

左移：
加法：

减法：

右移：
加法：

减法：

六、 实验总结

通过四位补码运算器实验，深刻理解了补码运算器结构与原理。掌握层次化设计方法，明白了如何调用各种元件构建复杂电路。