四位二進(jìn)制加法器電工電子課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上長 安 大 學(xué)電 子 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計(jì)4位二進(jìn)制加法器專 業(yè) 車輛工程 班 級(jí) 姓 名 韓塽 指導(dǎo)教師 顧櫻華 日 期 2011、6、26 目錄一、技術(shù)要求··································&#

2、183;··········2二、摘要······································

3、83;··········2三、總體設(shè)計(jì)方案的論證及選擇·····························21、加法器的選取······

4、83;······························22、譯碼器的選取··················

5、···················23、數(shù)碼管的選取·····························

6、83;·······3四.設(shè)計(jì)方案的原理框圖，總體電路圖，接線圖及說明···········31、總體原理圖··························

7、·············32、總體接線圖···································

8、3;···4五.單元電路設(shè)計(jì)，主要元器件選擇與電路參數(shù)計(jì)算·············41、邏輯開關(guān)····························

9、83;············42、加法器設(shè)計(jì)····································&

10、#183;··53、譯碼器設(shè)計(jì)·······································74、數(shù)碼管設(shè)計(jì)·····

11、83;·································9六、收獲與體會(huì)···············&

12、#183;···························10七、參考文獻(xiàn)·····················

13、;························11八、附件（元器件清單）·······················

14、3;············12評(píng)語·····································

15、················13一.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.摘要該設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分：一是用加法器實(shí)現(xiàn)四位二進(jìn)制加數(shù)與被加數(shù)的輸入，二是將相加產(chǎn)生的二進(jìn)制和數(shù)用二位數(shù)碼管顯示，在此設(shè)計(jì)中加法器是重點(diǎn)，數(shù)碼顯示是難點(diǎn)。數(shù)碼顯示采用計(jì)數(shù)器，譯碼器七段譯碼顯示管來實(shí)現(xiàn)。加法器分為半加器和全加器，半加器只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加，其只考慮兩個(gè)加數(shù)本身的求和而不考慮低位來的進(jìn)數(shù)位。目前使用最廣泛的二

16、進(jìn)制加法器是二進(jìn)制并行加法器。三.總體設(shè)計(jì)方案的論證及選擇1.加法器的選取二進(jìn)制并行加法器是一種能并行產(chǎn)生兩個(gè)n位二進(jìn)制算術(shù)和的組合邏輯電路。按其進(jìn)位方式的不同，可分為串行進(jìn)位二進(jìn)制并行加法器和超前進(jìn)位二進(jìn)制并行加法器兩種類型。所以根據(jù)加法器的工作速度選取超前進(jìn)位加法器。這里供選取的超前進(jìn)位加法器有74LS283，CT74LS283，SN74LS283，DM74LS283，HD74LS283，M74LS283 可供選擇。由于我們是非電專業(yè)，對(duì)電子器件的選取要求不高，為使設(shè)計(jì)簡單起見所以選74LS283加法器。2.譯碼器的選取譯碼器是一種具有“翻譯”功能的邏輯電路，這種電路能將輸入二進(jìn)制代碼的各

17、種狀態(tài)，按照其原意翻譯成對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，在顯示譯碼器的選擇上有七段譯碼器和八段譯碼器。此處選用七段譯碼器，可供選擇的譯碼器有74LS247,74LS47,74LS248,74LS48四種種選法，74LS247,74LS47的引腳排列分別與74LS248,74LS48的引腳排列一模一樣，兩組的功能也差不多。但74LS247，74LS47控制共陽極數(shù)碼管，74LS248，74LS48控制共陰極數(shù)碼管。最終選取74LS247譯碼器。3.數(shù)碼管的選取數(shù)碼的顯示方式目前以分段式應(yīng)用最為普遍，按段數(shù)可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單

18、元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為，一是共陽極顯示器（發(fā)光二極管的陽極都接在一個(gè)公共點(diǎn)上），另一是共陰極顯示器（發(fā)光二極管的陽極都接在一個(gè)公共點(diǎn)上，使用時(shí)公共點(diǎn)接地）。此處選七段發(fā)光二極管（LED）顯示器，LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(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。上述選取的74LS247譯碼器，為了與該譯碼器配用，因此選取BS204數(shù)碼管。四.設(shè)計(jì)方案的原理框圖，總體電路圖，接線圖及說明 總體原理圖總體接線圖五.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.邏輯

19、開關(guān)本設(shè)計(jì)中共用到8個(gè)邏輯開關(guān)，用圖示四個(gè)邏輯開關(guān)來控制加數(shù)A3，A2，A1，A0的輸入。同理，被加數(shù)的輸入也如下圖所示用到四個(gè)邏輯開關(guān)，不再作圖說明2.加法器設(shè)計(jì)74LS283的邏輯說明：設(shè)有兩組數(shù)據(jù)輸入端A3,A2,A1,A0，B3,B2,B1,B0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S4,S3,S2,S1及C1輸出。圖中輸入端A3,A2,A1,A0分別接一個(gè)邏輯開關(guān)，輸入端B3,B2,B1,B0分別接另4個(gè)邏輯開關(guān)，C0接一個(gè)邏輯開關(guān)。74LS283是由超前進(jìn)位電路構(gòu)成的快速進(jìn)位的4 位全加器電路，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制的全加。其集成芯片引腳圖如上圖所示。加進(jìn)位輸入C0 和進(jìn)位輸

20、出C1主要用來擴(kuò)大加法器字長，作為組間行波進(jìn)位之用。由于它采用超前進(jìn)位方式，所以進(jìn)位傳送速度快。74LS283引腳圖A3 A2 A1 A0B3 B2 B1 B0C1S4 S3 S2 S10 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10000000000 0 0 00 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 0 1 0 0 174LS283真

21、值表3.譯碼器設(shè)計(jì)（1）本設(shè)計(jì)所用譯碼器為五輸入，八輸出。功能：通過超前進(jìn)位二進(jìn)制并行加法器運(yùn)算過的和數(shù)及進(jìn)位數(shù)輸入到譯碼器，譯碼器將其譯成兩組8421碼輸出十進(jìn)制數(shù)輸 入輸 出C1S4S3S2S1Y4Y3Y2Y1X4X3X2X101234567891011121314151617181920212223242526272829300000000000000000111111111111111000000001111111100000000111111100001111000011110000111100001110011001100110011001100110011001010101010

22、101010101010101010101000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001111111111100000000001111111111000000000010000000011000000001100000000110000011110000001111000000111100000110011000011001100001100110000101010101010101010101010101010（2）74LS247譯碼器設(shè)計(jì)74LS247譯碼器說明：七段

23、顯示譯碼器的主要功能是把8421BCD碼譯成對(duì)應(yīng)于數(shù)碼管的7個(gè)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。A3,A2,A1,A0是8421BCD碼的4位 輸人信號(hào)，a,b,c,d,e,f,g是七段譯碼輸出信號(hào)，LT，RBI，BI為控制端。燈測試輸人端LT：當(dāng)LT=0，BI1時(shí)，無論A3A0為何種狀態(tài)，a,b,c,d,e,f,g的狀態(tài)均為0，數(shù)碼管七段全亮，顯示“8”字形，用以檢查七段顯示器各字段是否能正常工作。滅零輸入端RBI：當(dāng)RBI0時(shí)，且LT1，BI0時(shí)，若A3A0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。滅燈輸人/滅零輸出端BI：當(dāng)BI0時(shí)，無論LT，RBI及數(shù)

24、碼輸人A3A0狀態(tài)如何，輸出a,b,c,d,e,f,g均 為1，七段全滅，不顯示數(shù)字；當(dāng)BI1時(shí)，顯示譯碼器正常工作。 74LS247引腳圖74LS247功能表4.數(shù)碼管設(shè)計(jì)數(shù)碼管參數(shù)（1）8字高度：8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英寸。（2）長*寬*高：長數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長度；寬數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長度；高數(shù)碼管的厚度。（3）時(shí)鐘點(diǎn)：四位數(shù)碼管中，第二位8與第三位8字中間的二個(gè)點(diǎn)。一般用于顯示時(shí)鐘中的秒。半導(dǎo)體七段顯示器分為共陰極接法和共陽極接法兩種，此處為了與74LS247譯碼器配套選用BS204共陽極數(shù)碼管。即若需某字段亮，則需使該字段為低