8位加法器和減法器設計實習報告

-.z.綜合電子系統實習報告設計題目：8位加法器和減法器的設計一、實習目的：綜合電子系統實習是電子信息類專業(yè)學生了解電子系統設計實現過程，培養(yǎng)實踐動手能力的實踐性教學環(huán)節(jié)，是電子信息工程等理工科專業(yè)學生一門必修的實踐性課程。通過學習和實踐，可以讓學生進一步接觸電子元器件，電子材料及電子產品的生產實際，了解電子工藝的一般知識和掌握基本電路板的制作，元件的焊接，產品的組裝等技能，了解電子工藝生產線的流程和基本管理知識，使學生通過設計一個課題，鞏固和加深在“模擬電子技術基礎”和“數字電子技術基礎”等課程中所學到的理論知識和實驗技能，掌握常用電子電路中的一般分析和設計方法，熟悉protel和其他開發(fā)軟件的使用方法，提高電子電路的分析、設計和實驗能力，為以后從事生產和科研工作打下一定的基礎，為今后專業(yè)實驗，畢業(yè)設計準備必要的工藝知識和操作技能。同時培養(yǎng)學生嚴謹的工作作風，養(yǎng)成良好的工作習慣，它是基本技能和工藝知識的入門向導，又是創(chuàng)新實踐和創(chuàng)新精神的啟蒙。綜合電子系統實習對訓練我們基本操作技能，提高我們實際動手能力是難得的一次好機會。二、實習基本容和要求：（1）掌握常用電子元器件的種類，性能，選用原則及質量辨別；（2）掌握電子產品裝配及材料；（3）學會印制電路板的制作，掌握錫焊原理及手工焊接工藝技術；（4）學會器件的裝配，焊接，調試；（5）學會使用常用電子測試儀器設備，初步具有借助說明書或資料掌握常用工具，儀器的使用能力；（6）掌握常用電子電路的設計方法，學會系統實物制作和調試。三、實習工具：（1）電烙鐵：由于焊接的元件多，所以使用的是外熱式電烙鐵，功率為30w，烙鐵頭是銅制。（2）螺絲刀、鉆孔機、斜口鉗、尖嘴鉗等必備工具。（3）焊錫，由于錫它的熔點低，焊接時，焊錫能迅速散步在金屬表面焊接牢固，焊點光亮美觀。（4）數字萬用表，5V直流穩(wěn)壓電源。實習元器件：元器件數量元器件數量74LS283芯片2個74LS86芯片2個200歐的電阻26個發(fā)光二極管（紅）26個1K的排阻2個撥碼開關3個500歐的電阻1個電源線2條四、實習容：8位加法器和減法器的設計要求：1、利用邏輯門電路設計8位加法器和減法器，實現兩個8位二進制數的加法運算和減法運算；2、具有進位信號輸入和輸出能力；3、通過功能選擇控制信號F選擇運算功能，F=0，加法運算，F=1，進行減法運算；4、用發(fā)光二極管顯示兩個輸入數據和運算結構。1、設計原理：仿真電路圖：原理說明：根據實習要求，要設計一個兩個8位二進制加法器和減法器，綜合各方面考慮，決定用上面的芯片進行仿真電路的設計，用到芯片是74LS283.和74LS86,在設計的時候用開關控制高低電平作為二進制的1和0，用發(fā)光二極管來表示，二極管發(fā)光表示是高電平，二極管不發(fā)光就是低電平。通過芯片來完成相應的功能轉換。在上面圖的右邊是加法器和減法器處理兩組數據以后的情況，同樣發(fā)光二極管發(fā)光表示1，不發(fā)光表示0，上面用到電阻主要是限流作用，用來保護發(fā)光二極管以免被燒壞。上面的電路圖經過驗證是能正常工作的，發(fā)光二極管亮與滅完全符合相加減的結果。74LS283（四位二進制超前進位加法器）的引腳圖：原理：圖中A3~A0，B3~B0為四位二進制數，作為加數，C1為低位進位，S0~S3為加法器的和，C3為本位的進位。它可以完成四位二進制數的加法運算。如輸入:A3A2A1A0(1000),B3B2B1B0(0110),C1(0),則輸出S3S2S1S0(1110),C3(0)。74LS86（四2輸入異或門）的管腳圖：原理：當輸入電平相同時輸出為低電平，當兩個輸入不相同時輸出為高電平。圖中A3~A0，B3~B0為輸入端；O0~O3為輸出端。Protel電路原理圖：前面我已經用仿真軟件進行了仿真，并且結果非常令人滿意。所以我們就用protel來進行下一步的制作，首先進行畫原理圖，具體畫的圖就是上面的那個樣子，上面用到電阻很多是因為我們用電阻的封裝來安裝發(fā)光二極管，因為具體的發(fā)光二極管在元件庫里面沒找到，找到的也是貼片封裝，所以決定用電阻的封裝來代替發(fā)光二極管。上面的原理圖也是完全按照仿真的圖來畫的，應該是沒有什么問題的，左下角是加減法功能控制開關，通過開關可以切換加法和減法。在原理圖中我們還是用到了兩個1K的排阻，用排阻比較方便，是作為上拉電阻接在原理圖中。圖中的異或門實際上是芯片86的分開的原理圖，封裝還是集成芯片的14孔芯片。Protel電路PCB電路圖：上面就是我們小組PCB圖，是雙面板的。因為用單面板布線相當困難，而且跳線很多，用雙面板來布線比較簡單，頂層和底層的布線都沒有很大的問題，自動布線就可以完全不好，自己稍微修改一些布的不好的線就可以了。空間布置基本是原理圖的位置來放置的，整個布線過程我還是很滿意的。2、電路板的制作，元件的焊接，產品組裝過程情況：首先老師給我們講解了電路原理圖的繪制及電路板的制作以及實習過程中要注意的事項。然后進行資料查找，確定設計方案；接著進行系統設計實現，完成系統原理圖設計和PCB板設計。列好元器件清單，給老師檢查無誤后去領元器件，把拿回來的元器件清點一次看看是否有缺漏。用我們學的protel軟件畫PCB板，然后用熱轉印法把設計好的PCB圖形打印到轉印紙上，再把轉印紙上的圖形用電熨斗轉印到板上，用油性筆對小的瑕疵進行修補。把電路板放進三氯化鐵溶液里腐蝕，腐蝕之后得到的就是只有線路的板子了，這時板子上會有留下來的電黑色的東西，用砂紙擦一下就顯出銅的顏色了。到實驗室用鉆孔機把印在板子上有要打孔的地方打孔，那些都是放置元件的孔。接著分好元件，讀準各元件的值，確定各元件擺放的位置及方向，把原件放到電路板上。用焊錫把元件焊接好。到實驗室把連接好的實物與5V的直流電源連接好調試實現兩個8位二進制數的加法運算和減法運算。最后再讓老師驗收。3、實驗結果：把電路板上的兩條電源線與5V的直流電源連上，接通電源。任意輸入幾組兩個8位二進制數進行加法和減法運算，觀察發(fā)光二極管輸出的結果與計算機上的仿真軟件得出的計算結果相對比，檢驗實物電路的功能。經調試該實物電路能夠實現兩個8位二進制數的加法運算和減法運算，實物調試成功。4、實習中碰到的問題和解決措施：1、用protel軟件畫原理圖時很難做到布線時沒有交叉，而且自己第一次畫時線很亂，沒有考慮到后面安裝元件時元件怎么擺放位置怎么插入才算合理等，后來發(fā)現這些問題后經過自己的修改手動布線調整原來器件的位置，終于協調好剛才的問題調好之后和就設置進行布線。用熱轉印法把設計好的PCB圖形打印到轉印紙上時由于沒有控制好熨斗的溫度，所以沒有充分把線路轉印上去，后來用油性筆把不清楚的地方修補好。2、進行腐蝕時沒有注意好腐蝕的時間，腐蝕出來的板子有些地方沒有腐蝕，后來在焊接時把斷開的線路焊上。3、用鉆孔機打孔時不小心把一些孔打歪了，因此打孔要對準那個孔打而且也要小心把打孔針弄斷。4、要注意PCB中的元件封裝和實際中元件的封裝是不一樣，這是我在實習開始時沒有注意的問題，后來自己檢查才發(fā)現是自己安裝錯誤導致調試時電路不能正常工作。要學會利用萬用表來驗證讀數和實際情況是否一致，以免安裝電阻時出錯。學會怎樣辨認二極管的“+”，“—”極，二極管的引腳也要很小心不要把負的接到正極。這幾個問題都是實習過程中要注意的。5、要說出現問題最多的就是焊接這一步。由于自己進行焊接沒有什么經驗，后來用萬用表檢測時發(fā)現很多地方虛焊，要用萬用表對線路逐級檢測，然后把虛焊的地方焊上，還有一些地方線與線之間的距離很小，所以要注意不能使焊點或線之間連接起來，否則就會引起短路。6、在焊接時還要注意元件的擺放，對照所畫的原理圖放好元件的方向，需要注意的就是芯片的位置不要裝反了，否則會使做出來的電路板功能和要求的不一致，這次因為把元器件放反了，調試了很多次才調試出來。最后要記得把地線焊接上去，先前我忘記把地線焊上去，到后來檢測時才焊上去的。7、進行調試時發(fā)現發(fā)光二極管燈不亮，而且電路板不能工作。后來用萬用表檢測發(fā)現一些地方虛焊，焊上后終于調試成功。8、因為我們做的是雙面板，雖然布線是簡單很多，但是雙面板的做板要比單面板難很多，首先是頂層和底層在用熨斗熨的時候一定要對好位置，否則的話這塊板就不行了，我們采用過孔對準的方法來進行兩層對位熱熨，結果也是很完美的。雙面板和單面板不同，在裝元器件之前必須要把過孔先焊好。9、在檢查完后進行調試，結果減法器是對的，但是加法器不正確，經過仔細檢查是一個電阻太大了，換了一個小電阻后去調試，結果就對了。8位加法器和減法器總電路正常工作。5、今后實習的改進意見和建議：1、耐心細致、冷靜有序。2、檢測按步驟進行，一般由后級向前檢測，先判定故障位置（用信號注入法）。再查找故障點（用電位法），循序漸進，排除故障。3、不能亂調亂拆、盲目燙焊，導致越修越壞。五、綜合電子系統實習在知識能力和作風培養(yǎng)方面的體會：通過這兩個星期綜合電子系統的實習，我得到了很大的收獲，這些都是平時在課堂理論學習中無法學到的，我主要的收獲有以下幾點：1、本次實習操作多，對我們技能要求高，對我們素質的發(fā)展有著相當重要的作用，所以我們應該認真聽講，仔細操作，來不得半點懈怠。2、在操作前應該認真的學習理論知識以便更好的指導實踐，之后應該繼續(xù)思考以把理論與實際更好的結合。3、凡事不可操之過急，靜下心來認真的思考，謹慎的處理好動手與動腦的有效結合既互相的促進。4、此次的實的提高了我們的動手能力與運用所學知識解決實際問題的素質，為以后的實踐積累了寶貴的經驗。5、使我們進一步的認識到：實際≠理論，它們之間還有一定的距離，但它們之間有一座無形的橋，那就是思考與動手。這也進一步的告誡我們：知識≠能力，它們之間也有著一個鴻溝，但并不是不可逾越的。這也就更進一步間接的告訴我們理論聯系實際。總而言之，我們的實踐能力還很欠缺，尤其表現在理論與實際聯系的素質。主要的原因可能是思考的少以至眼界不是十分的開闊，進一步的導致在實踐的過程中敢想而不敢做，敢做了又表現得力不從心。通過這次的綜合電子系統實習，我學到很多東西，熟練了畫原理圖、焊板、調試這幾個過程中都要注意什么事項，使我對電子工藝的理論有了初步的系統了解和焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設計制作與工藝流程、功放的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義，在日常生活中更是有著現實意義；也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。這短暫的兩周實習，使我從理論到實踐上的一個飛躍。這次綜合電子系統實習，使我深刻地理解了實踐的重要性，理論無論多么熟悉，但是缺乏了實踐的理論是行不通的。在學校我們學到的很多都是書本上的理論知識,從考試到學習，都是圍繞書本的理論知識展開的，而很少會關心我們自己的實際動手能力，這一次的實習，讓我們自己去發(fā)現問題，去想問題，去如何解決這個問題去親手操作，實踐，這個過程使得我覺得自己完成了一次質的飛躍。開始的時候，老師對電路原理進行介紹，我還以為這次實習非常簡單，直至自己動手時才發(fā)現，看時容易做時難，人不能輕視任何事。在整個實習過程中，都得對機器，對工作，對同學安全負責，這也培養(yǎng)了我的責任感。實習的時候的確覺得很累，而且從理論到實踐的這個過程并不想想象的那樣簡單，從開始就不斷地遇到問題和困難，但是這樣更鍛煉了自己的思維，如何去把理論和實踐結合，許多事情經過了自己去想，有思考，有實踐，就會有收獲，收獲就意味著我的