電子技術(shù)課程設(shè)計09565

1、目錄摘要21計算器總體方案論證31.1計算器的設(shè)計任務(wù)和要求31.2實現(xiàn)加減計算器的基本方法32硬件電路設(shè)計42.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖42.2芯片分析42.3外部接線圖53結(jié)果模擬與分析73.1加法電路的實現(xiàn)73.2減法電路的實現(xiàn)7總結(jié)9參考文獻10摘要加減法計算器，就是能夠通過開關(guān)控制進行加法運算和減法運算，并利用數(shù)碼管 顯示計算結(jié)果。通過對計數(shù)器功能的認(rèn)真研究和上網(wǎng)查了諸多方面的資料。本簡易加 減法計數(shù)器主耍rh 3個主耍版塊組成：編碼輸入電路、加減運算電路和顯示電路。輸 入屯路：通過開關(guān)的閉合和開通來代表電平的高地位繼而代表0和1來輸入所耍計 算的十進制數(shù)字。加減運算屯路：加減運算屯路主要ftl

2、 74ls283 （雙全加器）的級 聯(lián)屯路組成。通過非門將原碼全部轉(zhuǎn)換為反碼，再把74ls283輸入進位置為1,然 后采用個位和個位相加，十位和十位的相加的原則，將兩個的個位的代碼送入到一個 加法器中，將進位依次傳遞。但是加法器只可以做加法運算，不滿足我們的設(shè)計要求, 丁是我們將減法也變成加法進行運算，運算都用補碼，最后再將結(jié)果在轉(zhuǎn)換為原碼， 通過數(shù)碼管燈顯示出來。顯示屯路：顯示屯路吋通過7段顯示譯碼器來實現(xiàn)的。本課題通過proteus仿真達到了課題的各項耍求，證明了木課題真實、可靠。 關(guān)鍵詞：74ls238； 74ls47；數(shù)碼管；計算器1計算器總體方案論證1.1計算器的設(shè)計任務(wù)和要求任務(wù)：

3、完成一個簡易加減計算器的設(shè)計。要求：(1) 用于兩位以下十進制數(shù)的加減運算。(2) 以合適方式顯示輸入數(shù)據(jù)及計算結(jié)果。1.2實現(xiàn)加減計算器的基本方法該方案由三個模塊組成：編碼輸入電路、加減運算電路和顯示電路。通過開關(guān)j1j8接不同的高低電平來控制輸入端所置的兩個一位十進制數(shù)，譯碼 顯示器u10和u13分別顯示所置入的兩個數(shù)。數(shù)a直接置入四位超前進位加法器 74ls283的a4a1端，74ls283的b4b1端接四個2輸入異或門。四 個2輸入異或門的一輸入端同時接到開關(guān)s1上，另一輸入端分別接開關(guān)j5j8, 通過開關(guān)j5j8控制數(shù)b的輸入。當(dāng)開關(guān)s1接低電平時，b與0異或的結(jié)果 為b,通過加法器

4、74ls283完成兩個數(shù)a和b的相加。當(dāng)開關(guān)j1接高電平時，b 與1異或的結(jié)果為b非，置入 的數(shù)b在74ls283的輸入端為b的反碼，且 74ls283的進位信號co為1,其完成s=a+b (反碼)+1,實際上其計算的結(jié)果 為s=a-b完成減法運算。曲于譯碼顯示器只能顯示09,所以當(dāng)a+b>9吋不 能顯示，我們在此用另一片芯片74ls283完成二進制碼與8421 bcd碼的轉(zhuǎn)換，即 s>9 (0110) 2時加上6 (0110) 2,產(chǎn)生的進位信號送入譯碼器u15來顯示結(jié)果的 十位，u14顯示結(jié)果的個位。曲于減法運算時兩個一位十進制數(shù)相減不會大于10, 所以不會出現(xiàn)上述情況，用一片

5、芯片u14即可顯示結(jié)果。2硬件電路設(shè)計2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示圖2. 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2芯片分析全加器74ls283的邏輯圖如圖2. 2所示。u20a0soa1s1a2s2a3s3b0b1b2b3coc47974ls283 <text>41310621511531412圖2.2 74ls283引腳圖二進制計算中，主要采用741s283來實現(xiàn)功能，其中的異或門來控制加減計算， 當(dāng)異或門控制信號等于0時，電路執(zhí)行加運算，當(dāng)異或門控制信號為1時，電路執(zhí)行 減運算。全加器74ls283的邏輯功能是將輸入端ia1a4、b1b4的輸入數(shù) 據(jù)作為二進制的數(shù)碼進行相加，并把運算的

6、結(jié)果在輸出端口 s1s4輸出。c4是來 至低位的進位，而co是高位進位的輸出。bcd七段譯碼器74ls47簡介如圖2.3所示。u207726aqabqbcqcdqdbi/rboqerbiqfltqg74ls47 <text>圖2. 3 74ls47引腳圖bcd七段譯碼器74ls47的邏輯功能是將輸入端abcd的輸入在七段反碼ag上顯示。若abcd=o,則輸出顯示為0。2.3外部接線圖該電路運用了 bcd七段譯碼器74ls47芯片和全加器74ls283芯片,同吋,電路圖屮也大量的使用與門、非門、與非門和異或門。在這些元器件的重復(fù)使用過程 屮也就自然的達到了課程設(shè)計所要求的結(jié)果。后經(jīng)仿

7、真證實了該電路設(shè)計的合理性與 正確性。系統(tǒng)外部接線圖如圖2. 4。i| mm/ w, rd1>.!72%2e.=qjaa/i ! 4_- mfs*;i'乙八：,mh/:帶二可m>3/t * '11"卜:vjmm/mm/ <h3uh/ i 卜© i i :e ： :一 |w,m>12j>3»*|. ! 圖2. 4系統(tǒng)外部接線圖乳3結(jié)果模擬與分析3.1加法電路的實現(xiàn)用兩片4位全加器74ls183和門電路設(shè)計一位8421 bcd碼加法器。由于一位8421 bcd數(shù)a加一位數(shù)b冇0到18這十九種結(jié)果。而但由丁顯示的關(guān)系,當(dāng)大丁

8、 9的時候耍加六轉(zhuǎn)換才能正常顯示。如模擬電路圖3.l該加法電路實現(xiàn)的功能是24+79=103hjhbjb >3d saailamm=4 一"4g tvbyi : hl * 卜<? * 1 】偉 j - 金-i i wz-j . iliffmbjlime3(j(imdi圖3.1加法電路3.2減法電路的實現(xiàn)該電路功能為計算a-bo若n位二進制原碼為n底，則與它相對應(yīng)的補碼為n補=2jn原，補碼與反碼的關(guān)系式為n補=n#1, ab=a+b補2=a+b反+1-2" 因為b$l= b非，b由0=b,所以通過異或門74ls86對輸入的數(shù)b求其反碼，并將進位輸入端接邏輯1以實

9、現(xiàn)加b由此求得b的補碼。加法器相加的結(jié)杲為a+b反+1，如模擬電路圖3.2。該減法電路實現(xiàn)的是79-24=55o圖3.2減法實現(xiàn)電路總結(jié)從木次課程設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)口己學(xué)到了很多東西，實現(xiàn)加強了已經(jīng)學(xué)到的 關(guān)丁電路、數(shù)電的知識。在課程設(shè)計的過程中更垂耍的是我明白了合作對于一個團體 的重要意義。經(jīng)過兩個禮拜的努力，終于幸不辱命，把這個簡易加減計算器做了出來, 功能也基木上滿足了課程任務(wù)書的要求。另外在本次課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，最明顯的感觸就是，課堂上學(xué)的東 西要與實踐聯(lián)系起來還是有一段距離，但自己也學(xué)到了很多東西，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度對 于一個搞工程的人來說是很重要的，一件優(yōu)秀的工業(yè)設(shè)計不僅考驗一個設(shè)計師的才干 和智慧，同時也更加決定一個企業(yè)的生存和市場競爭。在以后的學(xué)習(xí)中我們要理論聯(lián) 系實際，自己能動手的多動手去做，古人的智慧“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行” 是沒有錯的。還有在以后的學(xué)習(xí)中，我們面對困難要迎難