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华中科技大学计算机学院数字逻辑实验报告2(共四次)

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  • 2025/7/1 8:37:35

图3-1 除法器div4的内部逻辑结构框图

(2)其电路图如图3-2所示

图3-2 除法器div4的电路图

(2)32位除法器Div32设计

(1)首先,先连接一个一次32div32的除法器,即已知当前的余数和当前的商,推算出下一位的余数和下一位的商。将该子电路命名为32div_1

32div_1子电路的设计思路如下:

1. 32div_1有d、cur_quot、cur_rem三个输入端,有next_quot,next_rem两个输出端。

2. 将当前余数左移一位,余数的最低为补商的最高位

3. 商左移一位,最低位补0还是1根据以下步骤判断:将移位后的余数与除数d比较,d>rem时,商的最低位应该补0;否则,商的最低位应该补1。将商输出,即为next_quot。

4. d>rem时,余数仍为移位后的余数;否则,余数rem = rem-d。将rem输出,即为next_rem。

将该操作重复32次,即将32个已经封装好的32div_1相连,则产生的即为32div32除法器。

(2)其电路图分别如下所示: 图3-3为32div_1的除法器的内部图:

图3-3 32div_1除法器的内部原理图

图3-4为32div32的除法器图:

图3-4 32div32除法器内部原理图

6、实验结果记录

根据实验方案设计要求,对于相应的乘法器和除法器,在给定的输入条件下,填写表2-1。

表2-1 无符号数的乘法器实验结果记录表

电路 输入1(16进制) 输入2(16进制) n2=0E n2=0E n=0n=0019ABEF1 A0504EF1 d=0d=0d=0d=09 0 00004EF1 019ABEF1 输出(16进制) quot=0F quot=0E quot=0534 quot=063 rem=07 rem=0E rem=0 fd rem=017877be Div4 Div4 Div32 Div32

图3-5

图3-6

图3-7

图3-8

7、实验中遇到的问题及解决方法

(1)故障1

问题描述:在设计4位除法器时比较器出现了问题,当被除数位1110,除数为1100时出现了错误的输出。后来发现原来是因为比较器的数据类型是关于2的补码,在一些情况下会输出错误的结果。

问题分析:比较器的数据类型是关于2的补码,所以在比较的时候不会按照无符号数来进行比较。

解决方法:将比较器的数字类型改为无符号数。

(2)故障2

问题描述:在设计32位除法器时电路显示出现明显振荡,所以会输出错误的结果。

问题分析:由于32位除法器电路不稳定所以会引起振荡。 解决方法:在电路的输入和输出处添加一个探测器。

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图3-1 除法器div4的内部逻辑结构框图 (2)其电路图如图3-2所示 图3-2 除法器div4的电路图 (2)32位除法器Div32设计 (1)首先,先连接一个一次32div32的除法器,即已知当前的余数和当前的商,推算出下一位的余数和下一位的商。将该子电路命名为32div_1 32div_1子电路的设计思路如下: 1. 32div_1有d、cur_quot、cur_rem三个输入端,有next_quot,next_rem两个输出端。 2. 将当前余数左移一位,余数的最低为补商的最高位 3. 商左移一位,最低位补0还是1根据以下步骤判断:将移位后的余数与除数d比较,d>rem时,商的最低位应该补0;否则,商的最低位应该补

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