四位二進(jìn)制加法器課程分析研究報(bào)告1

1、四位二進(jìn)制加法器課程分析研究報(bào)告112作者:日期:3課題名稱與技術(shù)要求課題名稱：四位二進(jìn)制加法器設(shè)計(jì)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)碼管顯示摘 要本設(shè)計(jì)通過(guò)八個(gè)開關(guān)將A3,A2,A1,A0和B3,B2,B1,B0號(hào)作為加數(shù)和被加 數(shù)輸入四位申行進(jìn)位加法器相加，將輸出信號(hào)S3,S2,S1,S0日向高位的進(jìn)位C3通過(guò)譯碼器I譯碼，再將輸出的Y3,Y2,Y1,Y0和X3,X2,X1,X0各自分別通 過(guò)一個(gè)74LS247譯碼器，最后分別通過(guò)數(shù)碼管BS204實(shí)現(xiàn)二位顯示。本設(shè)計(jì)中譯碼器I由兩局部組成，包括五位二進(jìn)制譯碼器和八位二進(jìn)制輸出器。信號(hào)S3,S2,S1,S0日向高位的進(jìn)位C3輸入五

2、位二進(jìn)制-脈沖產(chǎn)生器， 將得到的n五位二進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)輸入八位二進(jìn)制 輸出器，使電路的后續(xù)局部得以執(zhí)行?？傮w論證方案與選擇設(shè)計(jì)思路：兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)的輸入可用八個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)二進(jìn)制 數(shù)經(jīng)全加器求和后最多可以是五位二進(jìn)制數(shù)。此題乂要求用兩個(gè)數(shù)碼管分別 顯示求和結(jié)果的十進(jìn)制十位和各位，因此需要兩個(gè)譯碼器n分別譯碼十位和4個(gè)位。綜上所述，需要設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器I,能將求和得到的五位二進(jìn)制數(shù)譯 成八位，其中四位表示這個(gè)五位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的十位，另四位表示 個(gè)位。而譯碼器II有現(xiàn)成的芯片可選用，此處可選74LS247,故設(shè)計(jì)重點(diǎn)就 在譯:碼器I。加法器選擇全加器：能對(duì)兩個(gè)1位二進(jìn)

3、制數(shù)進(jìn)行相加并考慮低位來(lái)的進(jìn)位，即相當(dāng)丁3個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)相加，求得和及進(jìn)位的邏輯電路稱為全加器?；颍翰粌H考慮 兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加，而且還考慮來(lái)自低位進(jìn)位數(shù)相加的運(yùn)算電路，稱為 全加器。1申行進(jìn)位加法器構(gòu)成：把n位全加器申聯(lián)起來(lái)，低位全加器的進(jìn)位輸出連接到相鄰的高位全加器的進(jìn)位輸入。優(yōu)點(diǎn)：電路比擬簡(jiǎn)單。最大缺點(diǎn)：進(jìn)位信號(hào)是由低位向高位逐級(jí)傳遞的，運(yùn)算速度慢。2超前進(jìn)位加法器為了提高運(yùn)算速度，必須設(shè)法減小或消除由丁進(jìn)位信號(hào)逐級(jí)傳遞所消耗的時(shí)間，丁是制成了超前進(jìn)位加法器。優(yōu)點(diǎn)：與申行進(jìn)位加法器相比，特別是位數(shù)比擬大的時(shí)候超前進(jìn)位 加法器的延遲時(shí)間大大縮短了。缺點(diǎn)：電路比擬復(fù)雜。綜上所述，由丁此處位

4、數(shù)為4比擬小，出丁簡(jiǎn)單起見，這里選擇 申行進(jìn)位加法器。譯碼器n選擇譯碼是編碼的逆過(guò)程，將輸入的每個(gè)二進(jìn)制代碼賦予的含意“翻譯過(guò) 來(lái)，給出相應(yīng)的輸出信號(hào)。譯碼器是使用比擬廣泛的器材之一，主要分為： 變量譯碼器和碼制譯碼器，其中二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和顯示洋碼器三種最典型，使用十分廣泛。顯示譯碼器乂分為七段譯碼器和八段5譯碼器，此處選擇七段譯碼器。綜上所述，最終選擇74LS247譯碼器。數(shù)碼管選擇此處選七段發(fā)光二極管LED顯示器，LED數(shù)碼管要顯示BCDK所表示 的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專門的譯碼器，該譯碼器不但要有譯碼功能，還 要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力。上述選取了74LS247譯碼器，為了與該

5、譯碼器配用， 因此選取BS204數(shù)碼管?？傮w設(shè)計(jì)原理框圖總電路圖6說(shuō)明：通過(guò)八個(gè)開關(guān)將A3,A2,A1,A0和B3,B2,B1,B0號(hào)作為加數(shù)和被加數(shù)輸入四位申行進(jìn)位加法器相加，將輸出信號(hào)S3,S2,S1,S0日向高位的進(jìn)位C3通過(guò)譯碼器I譯碼，再將輸出的Y3,Y2,Y1,Y0和X3,X2,X1,X0各自分別通過(guò)一個(gè)74LS247譯碼器，最后分別通過(guò)數(shù)碼管BS204實(shí)現(xiàn)二位顯示。單元設(shè)計(jì)加數(shù)與被加數(shù)輸入分別用八個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)加數(shù)和被加數(shù)的輸入，開關(guān)閉合表示1,開關(guān)翻開表示0。詳見總電路圖。加法器設(shè)計(jì)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加，叫做半加，實(shí)現(xiàn)半加操作的電路，稱為半加器。所謂“半加，就是只考慮兩個(gè)加數(shù)本身的

6、求和，而沒有考慮地位來(lái)的進(jìn)位 數(shù)。半加器邏輯圖及符號(hào)全加器可用兩個(gè)半加器和一個(gè)或門組成，如下圖。Ai和Bi在第一個(gè)半(bi符號(hào)符號(hào)7加器中相加，得出的和再跟G-1在第二個(gè)半加器中相加，即得出全加和兩個(gè)半加器的進(jìn)位數(shù)通過(guò)或門輸出作為本位的進(jìn)位數(shù)C。全加器邏輯圖及符號(hào)四位二進(jìn)制申行進(jìn)位加法器邏輯圖詳細(xì)電路圖見附錄三如下:譯碼器I設(shè)計(jì)洋碼器I組成如下列圖:五位沖產(chǎn)生部五位沖產(chǎn)生部一一.二進(jìn)制輸入二進(jìn)制輸入八位二進(jìn)制輸出糅八位二進(jìn)制輸出糅二謎制輸出GND匚8974LS247引腳圖10輸輸A輸輸出出顯示顯示TT RIMin%冬冬AqH ab, c i i ? ?wfK0X1KXXX000u000sXX0

7、XXXX1I】11全滅全滅0n00001i11111火。火。1inQ00000u0V1aXi000I100111i1X1001000001021X1G0I1000011031Xi0I0010011004*i0I010I00)0051Xi0110flI0(J00061X(II1Qn(1I17Xi100000000008X1100000Q100_9_74LS247能表七段顯示譯碼器的主要功能是把“8421二-十進(jìn)制代碼譯成對(duì)應(yīng)丁數(shù)碼管的七字段信號(hào)，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，顯示出相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)碼。數(shù)碼管設(shè)計(jì)半導(dǎo)體七段顯示器分為共陰極接法和共陽(yáng)極接法兩種，此處為了與74LS247譯碼器配套選用BS204共陽(yáng)極數(shù)碼

8、管LED數(shù)碼管共陽(yáng)極接法LED顯示器f1 gbchd.K I 0 a b11心得體會(huì)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，并對(duì)某些知識(shí)進(jìn)行了 很好地應(yīng)用，如J-K觸發(fā)器等。同時(shí)，我也更加強(qiáng)化了自己查閱資料的能力， 這有助丁提高我的自學(xué)能力，整個(gè)過(guò)程中我還有請(qǐng)教同學(xué)。總之，本次課程 設(shè)計(jì)更加激發(fā)了我的學(xué)習(xí)欲望，有利丁我后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。當(dāng)然，在這次課設(shè)中，我也遇到了不少問(wèn)題，如對(duì)丁譯碼器I的處理， 這個(gè)問(wèn)題還沒完全解決，最近幾天也查過(guò)資料和咨詢過(guò)同學(xué)，但由丁時(shí)間緊 迫等原因，對(duì)丁其中如何由五位二進(jìn)制數(shù)激發(fā)得到n五位二進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng) 的十進(jìn)制數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)還是沒能很好地解決，看來(lái)只能留待以后去思考了?？傊@次課設(shè)讓我收獲不少。參考文獻(xiàn)2電子技術(shù)3數(shù)字電子技術(shù)根底解題指南唐竟新 主編活華大學(xué)出版社附 錄附錄一：特別說(shuō)明本論文中譯碼器I組成圖及附錄中各圖表純屆原 倉(cāng)原理圖為討論之結(jié)果，其它圖表有借鑒參考文獻(xiàn)， 文中某些概念性描述也來(lái)源丁文獻(xiàn)，如與他人論文中某 些局部存在相似之1數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)第三版王毓銀 主編