基于SSI邏輯器件全加器的設計

摘 要：以最基本的SSI邏輯器件作為核心器件，包括2輸入與非門（74LS00），2輸入異或門（74LS86），4輸入與非門（74LS20）等基本的元器件，組成全加器的運算，當有二進制數相加有進位時則Ci為1，否則為0，當各位相加和為1時，Si為1，否則為0.通過二極管來顯示Si與Ci的結果，燈亮為1，燈滅為0。

關鍵詞：2輸入與非門（74LS00）；2輸入異或門（74LS86）；設計

引言

利用全加器可以實現兩個二進制數相加并求出和，并且可以觀察到當各位相加時進位的情況。而SSI邏輯元器件都是基本的元件，對初學者來說，思路清晰，方便理解。

1 總體思路

根據全加器的定義要求，列出真值表，根據真值表列出邏輯方程，所列的邏輯方程必須與所使用的元器件相關，并且進行化簡，利用化簡以后的邏輯關系，進行電路的鏈接，最后利用完成的電路進行試驗與判斷。

2 電路設計，仿真示意圖

2.1 二輸入與非門（74LS00）

74LS00 為四組 2 輸入端與非門，共有 54/7400、54/74H00、54/74S00、54/74LS00四種型號，在仿真電路中，每次只用其中一組接口。一共8個輸入端1A-4A，1B-4B 輸入端，4個輸出端口1Y-4Y 輸出端，每兩個輸入端口，對應一個輸出端口。電源電壓一般為7V，54/74LS00的輸入電壓也為7V，其余為5.5V。

2.2 二輸入異或門（74LS86）

74LS86為四組2輸入端異或門，其外觀結構和引腳排列方式與74LS00類似，有8個輸入端和4個輸出端，在仿真電路中每次使用2個輸入和一個輸出端。特點是電源功能消耗低，工作電壓范圍是4.75-5.25V。

2.3 邏輯設計，仿真

根據全加器的定義，可以列出它的真值表，如圖1所示。其中Ai為被加數，Bi為加數，相鄰低位來的進位數為Ci-1，輸出本位和為Si。向相鄰高位進位數為Ci。根據真值表，開始列邏輯方程，由于題目要求是用74LS00與74LS86，這兩種器件，所以在化簡時，盡量把其他的邏輯關系轉化成這兩種形式，方便仿真圖形的連接。

這樣就得到了Si與Ci的邏輯方程表達式。將邏輯函數，與仿真進行對應，有3個輸入，2個輸出，在仿真軟件中，由于電壓過高，需要加電阻來控制線路中的電流，不然會使儀器失靈，得到錯誤的結果。而且，作為結果的顯示通過二極管燈，也是需要通過電阻來限制流過的電流。根據電流計算公式，I=U/R.以及74LS00與74LS86的工作電壓值（5V），還有二極管能承受的最大電流值來確定所串聯電阻的大小。工作端，輸入端由于與電源相連，所以需要阻值較大的電阻取10KΩ。二極管兩端接地電阻取330Ω。其連線示意圖如圖2所示。

3 結束語

利用SSI邏輯元件設計組成全加器的電路是數字電子技術中比較基礎的一種設計，根據不同的要求，選擇不同的器件，需要掌握的就是設計的思路。首先就是根據題目要求列出真值表，根據真值表寫出邏輯函數的表達式，再根據所要求的器件進行化簡成所需要的模式。

參考文獻

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作者簡介：喻文倩（1994，3-），女，籍貫：四川成都，學歷：本科，職稱：學生，研究方向：電氣工程及其自動化。