实验四实验要求1

实验四的目的是设计和验证无符号数除法器，通过使用Logisim软件进行数字逻辑电路的设计、仿真和调试。这个实验分为两部分：四位除法器Div4和32位除法器Div32。 Div4的设计基于四位无符号二进制数的除法运算。它包括一个被除数n2(3:0)和一个除数d(3:0)，产生商quot(3:0)和余数rem(3:0)。算法的核心是将被除数和一个预设的n1("0000")拼接，并与除数进行比较。如果n1大于等于d，n1将减去d，n2的最低位设置为1。最终的商是n2，余数是n1。该设计可以通过四个相同模块的串接实现，每个模块包含减法器、2选1多路选择器、比较器和移位器。 Div32则是Div4的扩展，用于处理32位无符号二进制数。通过对Div4中的单个模块进行扩展，将数据宽度增加到32位，然后将32个这样的模块串联，形成Div32。这要求设计者理解如何将Div4的逻辑扩展到更复杂的数据宽度。 在实验设计过程中，需要清晰地阐述设计思想，并画出Div4的内部逻辑结构框图，类似于Mul4的结构。此外，还要求在Logisim中绘制出对应的电路图。 实验结果记录表用于记录不同输入条件下的除法器输出。例如，对于Div4，需要记录在特定输入组合下（如n2=0xE，d=0x9）的商和余数。同样，对于Div32，也需要记录类似的信息，比如n=0x019ABEF1，d=0x00004EF1时的商和余数。 实验结果提交时，所有电路应在同一个Logisim文件中，并按照指定的子电路结构组织。同时，需要打印并填写实验检查表，包括个人姓名等信息。提交的Logisim电路文件应遵循特定的命名规则，如“实验4-班级-学号-姓名”。 通过这个实验，学生不仅可以掌握数字逻辑电路设计的基础知识，还能熟悉逻辑电路的仿真和验证过程，这对于理解和应用计算机系统中的算术逻辑单元（ALU）至关重要。此外，使用Logisim这样的软件工具，有助于培养学生的实践能力和问题解决技巧。