二进制数原码-反码和补码的数字电路

一、实现

1.下载安装Logsim 数字逻辑仿真软件。（从附件下载，先安装Java运行环境JDK，再运行Logsim）

2.在Logsim中设计一个1bit半加器电路，确保运算测试正确后，保存为子电路，文件名为half_adder.

3.在完成1bit半加器电路基础上，实现一个1bit全加器电路，保存为子电路，文件名为full_adder.

4.理解全加器和二进制补码的原理，用Logsim设计实现一个4位二进制数的补码器电路，要求：当输入一个4位二进制数后，补码电路将输出对应的4位二进制补码。

二、简单说明

1.补码原理

1. 正数与原码相同;
2. 负数的补码，将其原码除符号位外的所有位取反（0变1，1变0，符号位为1不变）后加1。 同一个数字在不同的补码表示形式中是不同的。比如10进制数值-15的二进制原码是10001111，其补码在8位二进制中是11110001，然而在16位二进制补码表示中，不足位数要用符号位补全，也就是1111111111110001。

2.步骤

因为正数和负数的补码运算规则不一样，取决与输入二进制数的最高位（符号位）。从简单入手，你可以先只考虑输入为负数情况的补码运算。
补码运算中有一个加1运算，需要用全加器实现。 4位全加器可以用4个1位(bit)全加器级联得到。

当你的负数补码器电路设计完成后，你可以在输入端口中输入任意一个4位的原码，仿真器会自动将原码转换成补码，并输出到输出端口中。例如，如果输入端口中输入了原码1010，输出端口中将会输出补码1110。

然后，你再继续考虑输入即有正数又可能是负数的情况下，如何完善补码器电路

三、四位全加器

全加器英语名称为full-adder，是用