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沈阳航空工业学院北方科技学院 计算组成原理课程设计报告 院（系）： 工学Ⅰ部 专 业：计算机科学与技术 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师：富老师 课程题目:定点补码一位除法器 一.课程题目的内容和要求: 由寄存器,全加器,移位寄存器,计数器,触发器和门电路构成补码一位除法器,将开关设定的补码形式出现的除数,被除数存入相应寄存器中.能用单脉冲按步演示运算全过程. 二.要求: 1.能够独立完成课设任务. 2.同过指导教师现场检察,验收. 3.提交完整的课设报告. 三.仪器,部件: 1.多功能电子箱 2.74LS181芯片 2片 3.74LS294芯片 3片 4.74LS273芯片 1片 5.74LS86芯片 2片 6.74LS00芯片 2片 7.74LS04芯片 1片 8.74LS161芯片 1片 9.导线若干条 四.芯片功能描述:  五.设计原理: 　(1)补码加减交替法运算规则。补码除法其符号位和数值部分是一起参加运算的，因此在算法上不像原码除法那样直观，主要需解决三个问题：第一，如何确定商值；第二，如何形成商符；第三，如何获得新的余数。　　①商值的确定。欲确定商值，必须先比较被除数和除数的大小，然后才能求得商值。 a．?比较被除数(余数)和除数的大小。补码除法的操作数均为补码，其符号又是任意的，因此要比较被除数[x]补和除数[y]补的大小就不能简单地用[x]补减去[y]补。实质上比较[x]补和[y]补的大小就是比较它们所对应的绝对值的大小。同样在求商的过程中，比较余数[Ri]补与除数[y]补的大小，也是比较它们所对应的绝对值。这种比较的算法可归纳为以下两点：　　第一，当被除数与除数同号时，做减法，若得到的余数与除数同号，表示“够减”，否则表示“不够减”。　　第二，当被除数与除数异号时，做加法，若得到的余数与除数异号，表示“够减”，否则表示“不够减”。进一步简化，商值可直接由下表确定。 [x]补与[y]补 商值 同号 1 异号 0 ②商符的形成。在补码除法中，商符是在求商的过程中自动形成的。　　 在小数定点除法中，被除数的绝对值必须小于除数的绝对值，否则商大于1而溢出。因此，当[x]补与[y]补同号时，[x]补-[y]补所得的余数[R0]补与[y]补异号，商上“0”，恰好与商的符号(正)一致；当[x]补与[y]补异号时，[x]补+[y]补所得的余数[R0]补与[y]补同号，商上“1”，这也与商的符号(负)一致。可见，商符是在求商值过程中自动形成的。　　此外，商的符号还可用来判断商是否溢出。例如，当[x]补与[y]补同号时，若[R0]补与[y]补同号，上商“l”，即溢出。当[x]补与[y]补异号时，若[R0]补与[y]补异号，上商“0”，即溢出。　　当然，对于小数补码运算，商等于“-1”应该是允许的，但这需要特殊处理，为简化问题，这里不予考虑。　　③新余数[Ri+1]补的获得。　　新余数[Ri+1]补的获得方法与原码加减交替法极相似，其算法规则为：　　当[R0]补与[y]补同号时，商上“l”，新余数　　　[Ri+1]补=2[Ri]补-[y]补=2[Ri]补+[-y]补　　当[R0]补与[y]补异号时，商上“0”，新余数　　　[Ri+1]补=2[Ri]补+[y]补 　　将此法列于下表： [R]补与[y]补 商 新余数[Ri+1]补 同号 1 [Ri+1]补=2[Ri]补+[-y]补 异号 0 [Ri+1]补=2[Ri]补+[y]补 (3)补码加减交替法的控制流程。 　　上图示出了补码加减交替除法的控制流程。 　　除法开始前，Q寄存器被清0，准备接收商，被除数的补码在A中，除数的补码在x中，计数器C中存放除数的位数M。除法开始后，首先根据两操作数的符号确定是作加法还是减法，加(或减)操作后，即上第一次商(商符)，然后A、Q同时左移一位，再根据商值的状态决定加或减除数，这样重复”次后，再上一次末位商“1”(恒置“1”法)，即得运算结果。 补充说明几点：　　①图中未画出补码除法溢出判断的内容；②按流程图所示，多作一次加(或减)法，其实末位恒置“1”前，只需移位不必作加(或减)法；⑨与原码除一样，图中均未指出对0进行检测，实际上在除法运算前，先检测被除数和除数是否为0，若被除数为0，结果即为0；若除数为0，结果为无穷大，这两种情况都无需继续作除法运算；④为了节省时间，上商和移位操作可以同时进行。 七.实验步骤： 将全部74LS194的控制端置为置数状态，分别输入被除数0000.0100和商0000。打进脉冲，然后将控制端设置为保存状态，将全部