數(shù)電課程設(shè)計-一位加法器

1、一、課程設(shè)計的目的課程設(shè)計是某門課程的總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本門課程及有關(guān)先修課程的基本知識去解決某一實際問題的基本訓(xùn)練,加深對該課程知識的理解。根據(jù)課堂講授內(nèi)容,學(xué)生做相應(yīng)的自主練習(xí),消化課堂所講解的內(nèi)容。在整個教學(xué)計劃中,它起著培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力的重要作用。通過本課程設(shè)計, 主要訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的以下能力:1.查閱資料:搜集與本設(shè)計有關(guān)部門的資料(包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場中搜集的能力;2.方案的選擇:樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性,又考慮經(jīng)濟上的合理性,并注意提高分析和解決實際問題的能力;3.迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計算的能力,計算機應(yīng)用能力;4.用簡潔的文字,清晰的圖表來

2、表達(dá)自己設(shè)計思想的能力。二.課程設(shè)計的題目描述與要求題目:一位加法器要求:(1利用基本邏輯門電路和編碼器,譯碼器及計數(shù)器完成電路(2用LED管顯示三.課程設(shè)計報告內(nèi)容1.設(shè)計方案的選定與說明我們要設(shè)計一個兩個十進(jìn)制數(shù)加法器(含進(jìn)位位,其中十進(jìn)制數(shù)編碼為8421碼。該系統(tǒng)共有九個輸入(兩個十進(jìn)制數(shù)編碼,一個進(jìn)位輸入以及五個輸出(十進(jìn)制數(shù)和,一個進(jìn)位輸出。與其設(shè)計一個九輸入系統(tǒng),不如將其分解為幾個小系統(tǒng),使用我們已經(jīng)設(shè)計好的4位二進(jìn)制加法器(或使用實現(xiàn)4位二進(jìn)制加法的芯片。假設(shè)未用到的輸入不會出現(xiàn)。2.論述方案的各部分工作原理(1顯示譯碼器:發(fā)光二極管構(gòu)成的七段顯示器有兩種,共陰極和共陽極電路,共

3、陰極電路中,七個發(fā)光二極管的陰極連在一起接低電平,需要某一段發(fā)光,就將相應(yīng)二極管的陽極接高電平。共陽極顯示器的驅(qū)動則剛好相反,七段LED數(shù)碼管的原理圖如圖1所示,具有4個輸入端,7個輸出端。圖 2為共陽共陰極接法。其功能表見表1,表2。 圖 1 (a共陽極接法(b共陰極接法圖 2 表1 表2(274LS83:根據(jù)四位全加器74LS83的功能,以及BCD碼和余三碼的定義,實現(xiàn)BCD碼轉(zhuǎn)換成余三碼。如圖3所示。真值表見表3。 圖 3表 3 (474LS08D:與門74LS08D,74LS08為2輸入四與門它是一個內(nèi)部含有四個雙輸入的與門芯片。其邏輯表達(dá)式為:Y=AB。其圖見圖4. 圖4(574LS

4、00:個為低電平"0" 一個為高電平"1"時輸出為高電平"1"3.相關(guān)的計算;十進(jìn)制數(shù)加法可首先轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制加法來執(zhí)行。然后,若得到的和大于9,則產(chǎn)生一個進(jìn)位值,并在得到的和值上加6(這是用來補足未使用的六種輸入組合。例如:0 1 10011 3 0111 7 1000 80101 5 0101 5 1001 90 1000 8 0 1100 - 1 0010 1 2和9 0110 6 0110 6無校正 1 0010 1 2 1 1000 1 84.設(shè)計方案的圖表我們用二進(jìn)制加法器對兩數(shù)相加,并看其和是否大于10。若和大于10,則必

5、須在結(jié)果處加6(0110。十進(jìn)制加法器共使用了兩個二進(jìn)制加法器,其框圖見圖 1。進(jìn)位檢測電路檢測的是第一個加法器(包括進(jìn)位的輸出。若其輸出大于9,則檢測電路輸出1。這就是十進(jìn)制加法器的進(jìn)位輸出,同時也是校正指示位。當(dāng)進(jìn)位輸出為1時,第一個加法器得到的結(jié)果加6;當(dāng)進(jìn)位輸出為0時,第一個加法器得到的結(jié)果加0。進(jìn)位檢測電路的卡諾圖見圖2。 圖 1 圖 2用兩片四位全加器74LS83和門電路設(shè)計一位8421BCD碼加法器由于一位8421BCD碼數(shù)A加一位數(shù)B有018這19種結(jié)果。而且由于顯示的關(guān)系,當(dāng)大于9的時候要加六轉(zhuǎn)換才能正常顯示,所以設(shè)計的時候有如下真值表:由表我們可以算出Y 的表達(dá)式 由前16

6、項有 (1Y S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S =+=+C OS 3S 2S 1S 0Y數(shù)的大小8 4 2 1 0 0 0 0 0 0 0 沒有超過90 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 0 1 1 0 3 0 0 1 0 0 0 4 0 0 1 0 1 0 5 0 0 1 1 0 0 6 0 0 1 1 1 0 7 0 1 0 0 0 0 8 0 1 0 0 1 0 9 0 1 0 1 0 1 10 需要轉(zhuǎn)換0 1 0 1 1 1 11 0 1 1 0 0 1 12 0 1 1 0 1 1

7、 13 0 1 1 1 0 1 14 0 1 1 1 1 1 15 1 0 0 0 0 0 16 1 0 0 0 1 0 17 1 0 0 1 0 0 18 1 0 0 1 1 0 19 無關(guān)項1 0 1 0 0 0 20 1 0 1 0 1 0 21 1 0 1 1 0 0 22 1 0 1 1 1 0 23 1 1 0 0 0 0 24 1 1 0 0 1 0 25 1 1 0 1 0 1 26 1 1 0 1 1 1 27 1 1 1 0 0 1 28 1 1 1 0 1 1 29 1 1 1 1 0 1 30 11111131(2由后10項有1O Y C =由(1(2有Y=C O +S

8、 3S 2+S 3S 1理論圖如下: 圖3由于用與非門比較方便所以我們選用了與非門電路 有以下兩種選擇:44342Y =C +S S +S S =C +S S +S S C S S S S =這種方式用一片74LS00和一片74LS10可以實現(xiàn)(2443424434244342Y =C +S S +S S =C +S S +S S C S S S S = 這種方式用兩片74LS00可以實現(xiàn)但是第一種方式簡單所以我們選用了第一種方式得到了如下的理論圖: 圖4用74LS83實現(xiàn) A3A2A1B2B1理論:A3 A2A1B2 B1數(shù)A0 A3B1A2B1A1B1數(shù)B A3B2A2B2A1B2 0由于

9、用數(shù)A3A2A1B2B1,A3A2A1只能是0到7,B2B1只能是0到3所以,最大的積為21有必要進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能進(jìn)行8421BCD碼的輸出。所以只要將數(shù)AA3B1A2B1A1B1數(shù)B A3B2A2B2A1B2 0這 兩個數(shù)(即數(shù) A,數(shù) B輸入到以前做好的電路的加數(shù) A 與加數(shù) B 就可以實現(xiàn)這 兩個數(shù)相乘并正常的顯示積.這樣要兩片 74LS83 但是可以正常顯示積. 這個分塊的電路如下: 圖5 5. 編寫設(shè)計說明書 四.總結(jié) 回顧起此次課程設(shè)計,至今我仍感慨頗多,從理論到實踐,在整整半個月的日 子里,我學(xué)到很多很多的東西,不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識,而且學(xué)到了很多 在書本上所沒有學(xué)到過的內(nèi)容. 通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合 是很重要的,只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合 起來,從理論中得出結(jié)論,才是真正的知識,才能提高自己的實際動手能力和獨 立思考的能力.在設(shè)計的過程遇到了各種各樣的問題,同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn) 了自己的不足之處,對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固,通 11 過這次課程設(shè)計,把以前所學(xué)過的知識重新溫故,鞏固了所學(xué)的知識,遇到自己 無法解決的問題,得到了老師的耐心指導(dǎo),非常感謝李老師對我的細(xì)心幫助,使 我能夠完成這次課程設(shè)計. 參考書目: 參考書目 1 柴誠敬,劉國維