第1关: 8位可控加减法电路设计
欢迎来到“自己动手画CPU”系列挑战的第一关——8位可控加减法电路设计。本关任务旨在引导你深入理解数字逻辑和处理器核心部件的设计原理。通过这个实践项目，你将亲手构建一个能够执行基本加法与减法运算的8位计算器电路，其核心在于实现控制单元对加减操作的灵活切换。
关卡目标
在这一关中，你的主要任务是设计并描述一个8位可控加减法电路。该电路应能根据输入信号的不同执行以下功能：
- 当控制信号指定加法时，电路完成两个8位数的相加。
- 当控制信号指定减法时，电路转换为执行减法运算。
学习要点
- 数字逻辑基础：回顾与、或、非等逻辑门的使用，以及它们如何组合来实现复杂的功能。
- 加减法器设计：深入了解半加器、全加器以及二进制补码在减法中的应用。
- 控制单元概念：掌握如何设计电路的控制部分，以响应不同的指令或控制信号。
实现步骤概览
- 需求分析：明确电路需要接收哪些输入（如两个操作数及控制信号）和产生哪些输出（结果）。
- 逻辑设计：
- 设计8位全加器或利用多个4位全加器连接，为加法运算做准备。
- 实现控制逻辑，确保基于输入的控制信号选择加法或减法路径。
- 减法实现：通过调整输入（考虑补码），使加法器能执行减法运算。
- 综合与验证：使用仿真工具测试电路对于各种输入情况的响应，确保正确性。
注意事项
- 确保电路设计考虑到溢出情况，并适当处理。
- 文档记录清晰，包括电路图和关键逻辑表达式，以便理解和复用。
结语
完成此关后，你不仅将掌握基本的数字电路设计技能，还为后续更复杂的CPU模块设计打下坚实的基础。享受探索数字世界乐趣的同时，逐步揭开处理器内部运作的神秘面纱。祝你在DIY CPU的旅程上一路向前，解锁更多技术成就！
以上即是关于《第1关: 8位可控加减法电路设计》的简介，希望对你有所帮助，开启你的电路设计之旅。