7.1.2基于數(shù)字鍵盤的十翻二運算電路

基于數(shù)字鍵盤的十翻二運算電路電子電路課程設(shè)計課題指標整體技術(shù)要求：人們在向計算機輸送數(shù)據(jù)時，計算機首先要把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二－十進制碼，即BCD碼，運算器將接受到的二－十進制碼轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)后才能進行運算。這種把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的過程稱為“十翻二”運算。

(必做)1具有十翻二功能。2實現(xiàn)三位十進制數(shù)到二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換。3能自動顯示十進制數(shù)及對應(yīng)的二進制數(shù)。4具有手動清零和手動轉(zhuǎn)換功能。5十進制數(shù)輸入采用并行輸入。（選做）

十進制數(shù)輸入采用串行輸入。

技術(shù)指標課題指標

元件清單課題指標

可供選擇主要元件器件型號數(shù)量4511374283674321共陰極數(shù)碼管3741742撥碼開關(guān)2100Ω電阻13發(fā)光二極管101k排阻2

實驗儀器及材料課題指標名稱備注儀器實驗室配備萬用表自帶面包板1塊（周一發(fā)料）剪刀1把（周一發(fā)料）鑷子1把（周一發(fā)料）各色導(dǎo)線若干（周一發(fā)料）

課題分析課題提示將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。十進制數(shù)共三位，用數(shù)碼管顯示。二進制數(shù)用發(fā)光二極管顯示。十進制數(shù)的輸入用撥碼開關(guān)直接置BCD碼。系統(tǒng)有手動轉(zhuǎn)換功能。

系統(tǒng)框圖課題提示

主要芯片課題提示74283：四位超前進位并行加法器4.2.4加法器∑——實現(xiàn)多位二進制加法1、全加器——實現(xiàn)一位二進制數(shù)加法輸入：被加數(shù)Ai、加數(shù)Bi、低位的進位Ci-1輸出：和Si、向高位的進位Ci

Si=Ai⊕Bi⊕Ci-1Ci=AiBi+(Ai⊕Bi)Ci-12、串行多位加法器由n個全加器串接構(gòu)成，低位的進位輸出接高一位的進位輸入，最低位進位輸入接“0”。電路簡單，計算速度受逐級進位的限制。3、超前進位：各位的進位輸出不經(jīng)過低位加法器傳輸，直接由所有低位的加數(shù)、被加數(shù)產(chǎn)生。Ci=AiBi+(Ai⊕Bi)Ci-1=Gi+PiCi-1產(chǎn)生變量：

Gi=AiBi

傳輸變量：

Pi=Ai⊕BiC1=G1+P1C0

C2=G2+P2G1+P2P1C0

C3=

G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0

C4=

G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0各進位信號同時產(chǎn)生，運算速度快，但電路復(fù)雜。課題提示

用加法器實現(xiàn)BCD碼至二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換基于這樣的事實：將BCD碼字中各個為“1”的位所代表的權(quán)值的等值二進制數(shù)相加，即可獲得該BCD碼的等值二進制數(shù)。例如：十進制數(shù)36，BCD碼為0011

0110，其中為“1”的位從高到低的權(quán)值依次為20、10、4、2.20--------1010010--------010104--------001002--------00010相加------------------------36-------100100（25+22）課題提示實際進行加法運算時，最低位不必進行。最低位可以直接以BCD碼字的最低二進制輸出。至于最低位以外的各個二進制位，也只需要將相同位置的“1”及相鄰低位來的進位相加（次低位無最低位來的進位），而對于“0”則不必去將其相加。相同位置的“1”的個數(shù)越少，所需要的加法次數(shù)也就越少，需要的加法器越少，實現(xiàn)的電路也越簡單、經(jīng)濟。課題提示一片74283加法器構(gòu)成的BCD碼/6位二進制數(shù)變換電路：b0=D00b1=D01+D10b2=D02+D11+C1b3=D03+D10+C2b4=D11+C3b5=C4課題提示變換電路：b0=D00b1=D01+D10b2=D02+D11+C1b3=D03+D10+C2b4=D11+C3b5=C4課題提示兩片74283加法器構(gòu)成的BCD碼/7位二進制數(shù)變換電路：b0=D00b1=D01+D10b2=D02+D11+C1b3=D03+D10+D12+C2b4=D11+D13+C30+C31b5=D12+C40+C41b6=D13+C5課題提示由于加法器的任一位僅允許三個加法輸入（被加數(shù)、加數(shù)、相鄰低位來的進位），所以b3、b4的邏輯值必須經(jīng)過兩次加法運算才能獲得。將b3、b4的表達式進行分組：b3=（D03+D10+C2）+D12產(chǎn)生部分和S30產(chǎn)生和b3及進位C31產(chǎn)生進位C30b4=（D11+C30）+D13+C31產(chǎn)生進位C40產(chǎn)生部分和S40產(chǎn)生和b4及進位C41課題提示b0=D00b1=D01+D10b2=D02+D11+C1b3=D03+D10+C2+D12b4=D11+C30+D13+C31b5=D12+C40+C41b6=D13+C5

按鍵電路課題提示開關(guān)電路應(yīng)加上拉電阻（1K左右），可用排阻。公共端

鎖存輸出課題提示用D觸發(fā)器構(gòu)成鎖存輸出。

手動控制轉(zhuǎn)換由撥碼開關(guān)上剩余的開關(guān)實現(xiàn)。

靜態(tài)顯示電路課題提示BCD碼經(jīng)過七段譯碼器4511譯碼，數(shù)碼管顯示十進制數(shù)。課題提示注意發(fā)光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據(jù)型號不同一般為1mA到3OmA。另外，由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為1．7V以上，所以一節(jié)1．5V的電池不能點亮發(fā)光二極管。同樣，一般萬用表的R×1檔到R×1K檔均不能測試發(fā)光二極管，而R×10K檔由于使用15V的電池，能把