【電路】用74HC165和74HC595構成的硬體乘法器_數字電路吧

1樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:03

3樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:14

電路文件下載地址：http://pan.baidu.com/s/1gfqmhDh

4樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:15

中間的165B的D1~D7接第一個乘數，D1為符號位，D0必須和D1相同。如圖所示接的是1010010=-46。
165C的D1~D7為另一個乘數，D0電平任意（可直接接地）。如圖所示接的是0110101=53。
通電後，先按START鍵復位並置入操作數，然後給63個時鐘脈衝（按CLK鍵63下），即可在輸出端得出計算結果（把左下角U15的Q0~Q7和U16的Q0~Q5拼在一起，11011001 111010，最高位為符號位，對應的十進位數是-2438）。
-46*53=-2438。

5樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:16

此乘法器使用的算法是：補碼一位乘法。

6樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:17

回復5樓 @巨大八爪鱼的內容：

此乘法器使用的算法是：補碼一位乘法。

準確的說是：比較法

7樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:36

乘法器數據表（每個CLK時鐘周期內各寄存器的數值變化情況）：

http://pan.baidu.com/s/1o7IhTSA

表格「分步乘法部分」的單元格E2為第一個乘數，採用雙符號位，正數為00，負數為11。

單元格J2為第二個乘數，採用單符號位，最高位為任意電平X。

可以手動修改這兩個單元格的值（必須為8位二進位數），Excel自動計算其他單元格的值。

D65為最終U15_595A寄存器的值，J65為最終U16_595C寄存器的值。

8樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:42

此電路還可以做一些改進：

1.通過14個按鍵或開關輸入兩個乘數

2.通過14個LED燈輸出計算結果

3.由於按63下CLK按鍵很麻煩。可以乾脆接一個晶振（比如8MHz的）作為時鐘信號，每計算完畢一次就自動將START置0重新裝載操作數並計算。並且仿照單片機的復位電路，接一個10μF的電容實現上電復位（START自動從0變到1）。

這樣就可以完全去掉那兩個按鍵，只要操作數一變，計算結果馬上就顯示出來了。

9樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:43

實際上在這個電路中，如果按CLK鍵63次以上，雖然各寄存器還在工作，但輸出不會改變，直到按下START鍵復位（重裝操作數）

10樓巨大八爪鱼 2017-2-4 21:30

【本電路用到的主要集成電路器件】

與門12個：74HC08三個

與非門4個：74HC00一個

或門6個：74HC32兩個，閒置2個或門

非門5個：74HC04一個，閒置1個非門

異或門3個：74HC86一個，閒置1個異或門

D觸發器4個：74HC74一個

74HC161計數器兩個

74HC165併入串出寄存器三個

74HC595串入並出寄存器兩個

11樓巨大八爪鱼 2017-2-4 21:33

一共用到集成電路16個。其中集成門電路8個。

若每個集成門電路的價格是1.5元，其餘集成電路每個3元，那麼成本就是36元。

可見，用74系列晶片搭建數字電路的成本很高，還不如直接使用單片機。


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	1樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:03
	3樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:14 電路文件下載地址：http://pan.baidu.com/s/1gfqmhDh
	4樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:15 中間的165B的D1~D7接第一個乘數，D1為符號位，D0必須和D1相同。如圖所示接的是1010010=-46。 165C的D1~D7為另一個乘數，D0電平任意（可直接接地）。如圖所示接的是0110101=53。通電後，先按START鍵復位並置入操作數，然後給63個時鐘脈衝（按CLK鍵63下），即可在輸出端得出計算結果（把左下角U15的Q0~Q7和U16的Q0~Q5拼在一起，11011001 111010，最高位為符號位，對應的十進位數是-2438）。 -46*53=-2438。
	5樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:16 此乘法器使用的算法是：補碼一位乘法。
	6樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:17 回復5樓 @巨大八爪鱼的內容：此乘法器使用的算法是：補碼一位乘法。準確的說是：比較法
	7樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:36 乘法器數據表（每個CLK時鐘周期內各寄存器的數值變化情況）： http://pan.baidu.com/s/1o7IhTSA 表格「分步乘法部分」的單元格E2為第一個乘數，採用雙符號位，正數為00，負數為11。單元格J2為第二個乘數，採用單符號位，最高位為任意電平X。可以手動修改這兩個單元格的值（必須為8位二進位數），Excel自動計算其他單元格的值。 D65為最終U15_595A寄存器的值，J65為最終U16_595C寄存器的值。
	8樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:42 此電路還可以做一些改進： 1.通過14個按鍵或開關輸入兩個乘數 2.通過14個LED燈輸出計算結果 3.由於按63下CLK按鍵很麻煩。可以乾脆接一個晶振（比如8MHz的）作為時鐘信號，每計算完畢一次就自動將START置0重新裝載操作數並計算。並且仿照單片機的復位電路，接一個10μF的電容實現上電復位（START自動從0變到1）。這樣就可以完全去掉那兩個按鍵，只要操作數一變，計算結果馬上就顯示出來了。
	9樓巨大八爪鱼 2017-1-25 22:43 實際上在這個電路中，如果按CLK鍵63次以上，雖然各寄存器還在工作，但輸出不會改變，直到按下START鍵復位（重裝操作數）
	10樓巨大八爪鱼 2017-2-4 21:30 【本電路用到的主要集成電路器件】與門12個：74HC08三個與非門4個：74HC00一個或門6個：74HC32兩個，閒置2個或門非門5個：74HC04一個，閒置1個非門異或門3個：74HC86一個，閒置1個異或門 D觸發器4個：74HC74一個 74HC161計數器兩個 74HC165併入串出寄存器三個 74HC595串入並出寄存器兩個
	11樓巨大八爪鱼 2017-2-4 21:33 一共用到集成電路16個。其中集成門電路8個。若每個集成門電路的價格是1.5元，其餘集成電路每個3元，那麼成本就是36元。可見，用74系列晶片搭建數字電路的成本很高，還不如直接使用單片機。

【電路】用74HC165和74HC595構成的硬體乘法器

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