電工課程設(shè)計(jì)_加法計(jì)數(shù)器

1、 電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 4位二進(jìn)制加法器 學(xué)院（部） 汽車學(xué)院 專 業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 班 級(jí) 2012220502 學(xué)生姓名 李寧 學(xué) 號(hào) 201222050228 6月22日至6月 27日 共1周四位二進(jìn)制加法器 一 技術(shù)要求:（1） 四位二進(jìn)制加數(shù)與被加數(shù)輸入（2） 二位數(shù)碼管顯示二 摘要：此設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)單的四位二進(jìn)制加法器，在計(jì)算機(jī)中，其加、減、乘、除運(yùn)算都是分解成加法運(yùn)算進(jìn)行的。此次設(shè)計(jì)選擇超前進(jìn)位二進(jìn)制并行加法器T693，在譯碼器上選擇五輸入八輸出的譯碼器，要用二位數(shù)碼管顯示，需要采用七段顯示譯碼器。本次設(shè)計(jì)采用的是共陰極數(shù)碼管所以選擇74ls248（74ls48）

2、譯碼器三 總體設(shè)計(jì)方案論證與選擇： 設(shè)計(jì)四位二進(jìn)制加法器，可以選擇串行二進(jìn)制并行加法器，但為了提高加法器的運(yùn)算速度，所以應(yīng)盡量減少或除去由于進(jìn)位信號(hào)逐級(jí)傳遞所花費(fèi)的時(shí)間，使各位的進(jìn)位直接由加數(shù)和被加數(shù)來決定，而無須依賴低位進(jìn)位，因而我們選擇超前進(jìn)位二進(jìn)制并行加法器。加法器選擇：超前進(jìn)位二進(jìn)制并行加法器設(shè)一個(gè)n位的加法器的第i位輸入為ai、bi、ci，輸出si和ci+1，其中ci是低位來的進(jìn)位，ci+1（i=n-1，n-2，1，0）是向高位的進(jìn)位，c0是整個(gè)加法器的進(jìn)位輸入，而cn是整個(gè)加法器的進(jìn)位輸出。則和 si=ai i i+ ibi i+ i ici+aibici (1) 進(jìn)位ci1=ai

3、bi+aici+bici (2) 令gi=aibi， (3) pi=ai+bi, (4) 則 ci1= gi+pici (5) 只要aibi=1，就會(huì)產(chǎn)生向i+1位的進(jìn)位，稱g為進(jìn)位產(chǎn)生函數(shù)；同樣，只要ai+bi=1，就會(huì)把ci傳遞到i+1位，所以稱p為進(jìn)位傳遞函數(shù)。把(5)式展開，得到 ci+1= gi+ pigi-1+pipi-1gi-2+ pipi-1p1g0+ pipi-1p0c0 (6) 隨著位數(shù)的增加(6)式會(huì)加長(zhǎng)，但總保持三個(gè)邏輯級(jí)的深度，因此形成進(jìn)位的延遲是與位數(shù)無關(guān)的常數(shù)。一旦進(jìn)位（c1cn-1）算出以后，和也就可由（1）式得出。 使用上述公式來并行產(chǎn)生所有進(jìn)位的加法器就是超

4、前進(jìn)位加法器。產(chǎn)生gi和pi需要一級(jí)門延遲，ci 需要兩級(jí)，si需要兩級(jí)，總共需要五級(jí)門延遲。與串聯(lián)加法器（一般要2n級(jí)門延遲）相比，（特別是n比較大的時(shí)候）超前進(jìn)位加法器的延遲時(shí)間大大縮短了。 四 設(shè)計(jì)方案的原理框圖、總體電路圖、接線圖及說明 加 法 器譯碼器譯碼器譯碼器總體原理圖T693 X4 X3 X2譯X1碼器 Y4Y3Y2Y174LS248A3A2A1A074LS248B3B2B1B0總體接線圖五 單元電路設(shè)計(jì)、主要元器件選擇與電路參數(shù)計(jì)算 （1）加法器 本次設(shè)計(jì)采用的是四位二進(jìn)制超前并行加法器，選用的是T693型號(hào) T693邏輯符號(hào)T693主要參數(shù):A4、A3、A2、A1二進(jìn)制被加

5、數(shù)；B4、B3、B2、B1二進(jìn)制加數(shù)； F4、F3、F2、F1 相加產(chǎn)生的和數(shù)；C0 來自低位的進(jìn)位輸入；FC4 向高位的進(jìn)位輸出。 T693說明：有兩組數(shù)據(jù)輸入端A1、A2、A3、A4,B1、B2、B3、B4和進(jìn)位信號(hào)輸入端C0，求和信號(hào)、進(jìn)位信號(hào)分別由B4、B3、B2、B1及C1輸出，圖中輸入端A1、A2、A3、A4分別接一邏輯開關(guān)，輸入端B4、B3、B2、B1分別另接4個(gè)邏輯開關(guān)。C0接一邏輯開關(guān)。（2）譯碼器設(shè)計(jì)十進(jìn)制數(shù)輸 入輸 出C14S3S2S1Y4Y3Y2Y1X4X3X2X1012345678910111213141516171819202122232425262728

6、293000000000000000001111111111111110000000011111111000000001111111000011110000111100001111000011100110011001100110011001100110010101010101010101010101010101010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111111111000000000011111111110000000000100000000110000000

7、01100000000110000011110000001111000000111100000110011000011001100001100110000101010101010101010101010101010七段顯示譯碼器74LS48 是 BCD 碼到七段碼的顯示譯碼器，它可以直接驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。它的管腳圖如圖圖 74LS48的引腳排列它的功能表為： 輸入 輸出abcdefg××××××0(輸入)00000000×××××11111111 8100000000000000110

8、00011111110011×000110110000121×001011101101231×001111111001341×010010110011451×010111011011561×011010011111671×011111110000781×100011111111891×1001111110119101×101010001101111×101110011001121×110010100011131×110111001011141×111010

9、001111151×111110000000表74LS48的功能表74LS248（48）共陰極接法：圖中ABCD是8421BCD碼的輸入信號(hào)，a、b、c、d、e、f、g是七段顯示譯碼輸出信號(hào)，LT，RBI，BI為控制端，燈測(cè)試輸出端LT：當(dāng)LT=0，BI=1時(shí)無論A B C D為何種狀態(tài)，a、b、c、d、e、f、g狀態(tài)均為1，數(shù)碼管七段全亮，顯示“8”字形，用以檢查七段顯示器是否正常工作。滅零輸入端RBI：當(dāng)RBI=0時(shí)，且LI=1，BI=0時(shí)，若A B C D的狀態(tài)均為0，則所有光段均滅。在數(shù)字顯示中用以熄滅不必要的0，滅燈輸入/滅零輸出端BI：BI=0時(shí)，無論LI、RBI及數(shù)碼管

10、輸入A、B、C、D狀態(tài)如何，輸出a、b、c、d、e、f、g均為0七段全滅，不顯示數(shù)字，當(dāng)BI=1時(shí)顯示譯碼器正常工作。數(shù)碼管： 一個(gè)LED數(shù)碼管可用來顯示一位09十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為22.5V，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在510mA。 六 材料清單： T693集成塊一塊、中間譯碼器一個(gè)、2個(gè)74Ls248集成塊、14*510歐的電阻，2個(gè)數(shù)碼管。七 收獲與體會(huì)： 通過此次課程設(shè)計(jì)，以及在網(wǎng)上瀏覽等對(duì)電子課上學(xué)的知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)，知道了串行并行加法器，了解了譯碼器的分類，

11、此次課程設(shè)計(jì)對(duì)于我學(xué)習(xí)能力有很大提高，這里所說的學(xué)習(xí)能力包括獲取資料的能力、理解前人思路，等等、除了這些 還有利于團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)，我們互相交流，互相學(xué)習(xí)，逆境時(shí)互相鼓勵(lì)共度難關(guān)，共同完成這項(xiàng)任務(wù)。當(dāng)然不能僅僅依靠團(tuán)隊(duì)，需要自己認(rèn)真學(xué)習(xí)，努力思考，這樣才能學(xué)到更多的東西。 八 參考文獻(xiàn)。（1）數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)（第三版） 王毓銀 主編 高等教育出版社 （2）數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)解題指南 唐競(jìng)新 主編 清華大學(xué)出版社（3）電工學(xué) 電子技術(shù) （第七版） 秦曾煌 主編 高等教育出版社（4）數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程（第三版）（5）潘松，王國(guó)棟.VHDL實(shí)用教程電子科技大學(xué)出版社，2001（6）焦素敏數(shù)字電子技

12、術(shù)基礎(chǔ)九 致謝： 在設(shè)計(jì)課程的過程中，有許多地方自己做的時(shí)候不是很懂，幸好有舍友的幫助，許多不懂的地方他們都耐心的給我說，本來是一起做的一個(gè)課題，可是后來形式變了，每人必須做一份，我們做的時(shí)候也是相互幫助，這是我非常感動(dòng)的，非常感謝朋友的幫助。在本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中，我的題目為四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（缺0011 0100 0101 0110）。由于是第一次做數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)，對(duì)于相關(guān)設(shè)計(jì)過程和分析方法并不大熟練。但總的來說，這次課設(shè)還算完滿完成，這對(duì)我以后學(xué)習(xí)相關(guān)的課程以及進(jìn)行更高層次的數(shù)字電路設(shè)計(jì)都奠定了良好的基礎(chǔ)。  在 設(shè) 計(jì) 過 程 中，出 現(xiàn) 了 各 種 各 樣 的 問 題，例 如 ：寫 程 序時(shí)，如 果 思路 不 夠 清 晰是很難完成代碼的設(shè)計(jì)的；化 簡(jiǎn) 時(shí)，由 于 對(duì) 卡 諾 圖 化 簡(jiǎn) 發(fā)不 夠 熟 練，很 容 易 就 會(huì)導(dǎo)致化簡(jiǎn)錯(cuò)誤；用Multisim軟件畫邏輯電路圖時(shí)，稍有一點(diǎn)錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致電路圖模擬不出我們要完成的計(jì)數(shù)器任務(wù)。也許是因?yàn)槲覀兂醮谓佑|這門課的原因，在我看來，我們本次課設(shè)題目老師出的并不是太難，簡(jiǎn)單，但是，很難完全做對(duì)。首先，我們需要完全掌握好我們所學(xué)的書本上的理論知識(shí)，因?yàn)槔碚撝R(shí)是我們本次課設(shè)的基礎(chǔ)；其次我們必須學(xué)會(huì)熟練的運(yùn)用相關(guān)軟件，花大量的時(shí)間練習(xí)是必要的；最后也是最重要的一點(diǎn)，我們必