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1、目錄摘要21計算器總體方案論證31.1計算器的設計任務和要求31.2實現(xiàn)加減計算器的基本方法32硬件電路設計42.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖42.2芯片分析42.3外部接線圖53結(jié)果模擬與分析73.1加法電路的實現(xiàn)73.2減法電路的實現(xiàn)7總結(jié)9參考文獻10摘要加減法計算器，就是能夠通過開關(guān)控制進行加法運算和減法運算，并利用數(shù)碼管顯示計算結(jié)果。通過對計數(shù)器功能的認真研究和上網(wǎng)查了諸多方面的資料。本簡易加減法計數(shù)器主要由3個主要版塊組成：編碼輸入電路、加減運算電路和顯示電路。輸入電路： 通過開關(guān)的閉合和開通來代表電平的高地位繼而代表0和1來輸入所要計算的十進制數(shù)字。加減運算電路：加減運算電路主要由74LS283
2、（雙全加器）的級聯(lián)電路組成。通過非門將原碼全部轉(zhuǎn)換為反碼，再把74LS283輸入進位置為1，然后采用個位和個位相加，十位和十位的相加的原則，將兩個的個位的代碼送入到一個加法器中，將進位依次傳遞。但是加法器只可以做加法運算，不滿足我們的設計要求，于是我們將減法也變成加法進行運算，運算都用補碼，最后再將結(jié)果在轉(zhuǎn)換為原碼，通過數(shù)碼管燈顯示出來。顯示電路：顯示電路時通過7段顯示譯碼器來實現(xiàn)的。本課題通過PROTEUS仿真達到了課題的各項要求，證明了本課題真實、可靠。關(guān)鍵詞：74LS238；74LS47；數(shù)碼管；計算器1計算器總體方案論證1.1計算器的設計任務和要求任務：完成一個簡易加減計算器的設計。要
3、求:（1） 用于兩位以下十進制數(shù)的加減運算。（2）以合適方式顯示輸入數(shù)據(jù)及計算結(jié)果。1.2實現(xiàn)加減計算器的基本方法該方案由三個模塊組成：編碼輸入電路、加減運算電路和顯示電路。通過開關(guān)J1J8接不同的高低電平來控制輸入端所置的兩個一位十進制數(shù)，譯碼顯示器U10和U13分別顯示所置入的兩個數(shù)。數(shù)A直接置入四位超前進位加法器74LS283的A4A1端，74LS283的B4B1端接四個2輸入異或門。四個2輸入異或門的一輸入端同時接到開關(guān)S1上，另一輸入端分別接開關(guān)J5J8，通過開關(guān)J5J8控制數(shù)B的輸入。當開關(guān)S1接低電平時，B與0異或的結(jié)果為B，通過加法器74LS283完成兩個數(shù)A和B的相加。當開關(guān)
4、J1接高電平時，B與1異或的結(jié)果為B非 ，置入 的數(shù)B在74LS283的輸入端為B的反碼，且74LS283的進位信號C0為1，其完成S=A+B（反碼）+1，實際上其計算的結(jié)果為S=A-B完成減法運算。由于譯碼顯示器只能顯示09，所以當A+B9時不能顯示，我們在此用另一片芯片74LS283完成二進制碼與8421BCD碼的轉(zhuǎn)換，即S9（0110）2時加上6（0110）2，產(chǎn)生的進位信號送入譯碼器U15來顯示結(jié)果的十位，U14顯示結(jié)果的個位。由于減法運算時兩個一位十進制數(shù)相減不會大于10，所以不會出現(xiàn)上述情況，用一片芯片U14即可顯示結(jié)果。2硬件電路設計2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示圖2
5、.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2芯片分析全加器74LS283的邏輯圖如圖2.2所示。圖 2.2 74LS283引腳圖二進制計算中，主要采用74ls283來實現(xiàn)功能，其中的異或門來控制加減計算，當異或門控制信號等于時，電路執(zhí)行加運算，當異或門控制信號為時，電路執(zhí)行減運算。全加器74LS283的邏輯功能是將輸入端口A1A4、B1B4的輸入數(shù)據(jù)作為二進制的數(shù)碼進行相加，并把運算的結(jié)果在輸出端口S1S4輸出。C4是來至低位的進位，而CO是高位進位的輸出。BCD七段譯碼器74LS47簡介如圖2.3所示。 圖2.374LS47引腳圖BCD七段譯碼器74LS47的邏輯功能是將輸入端ABCD的輸入在七段反碼AG上顯示。若
6、ABCD= 0，則輸出顯示為0。2.3外部接線圖該電路運用了BCD七段譯碼器74LS47芯片和全加器74LS283芯片，同時，電路圖中也大量的使用與門、非門、與非門和異或門。在這些元器件的重復使用過程中也就自然的達到了課程設計所要求的結(jié)果。后經(jīng)仿真證實了該電路設計的合理性與正確性。系統(tǒng)外部接線圖如圖2.4。圖2.4系統(tǒng)外部接線圖3結(jié)果模擬與分析3.1加法電路的實現(xiàn)用兩片4位全加器74LS183和門電路設計一位8421BCD碼加法器。由于一位8421BCD數(shù)A加一位數(shù)B有0到18這十九種結(jié)果。而且由于顯示的關(guān)系,當大于9的時候要加六轉(zhuǎn)換才能正常顯示。如模擬電路圖3.1。該加法電路實現(xiàn)的功能是24
7、+79=103 圖3.1 加法電路3.2減法電路的實現(xiàn)該電路功能為計算A-B。若n位二進制原碼為N原，則與它相對應的補碼為N補=2n-N原，補碼與反碼的關(guān)系式為N補=N反+1，A-B=A+B補-2n=A+B反+1-2n因為B1= B非，B0=B，所以通過異或門74LS86對輸入的數(shù)B求其反碼，并將進位輸入端接邏輯1以實現(xiàn)加1，由此求得B的補碼。加法器相加的結(jié)果為A+B反+1，如模擬電路圖3.2。該減法電路實現(xiàn)的是79-24=55。圖3.2 減法實現(xiàn)電路總結(jié)從本次課程設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)自己學到了很多東西，實現(xiàn)加強了已經(jīng)學到的關(guān)于電路、數(shù)電的知識。在課程設計的過程中更重要的是我明白了合作對于一個
8、團體的重要意義。經(jīng)過兩個禮拜的努力，終于幸不辱命，把這個簡易加減計算器做了出來，功能也基本上滿足了課程任務書的要求。另外在本次課程設計中發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，最明顯的感觸就是，課堂上學的東西要與實踐聯(lián)系起來還是有一段距離，但自己也學到了很多東西，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度對于一個搞工程的人來說是很重要的，一件優(yōu)秀的工業(yè)設計不僅考驗一個設計師的才干和智慧，同時也更加決定一個企業(yè)的生存和市場競爭。在以后的學習中我們要理論聯(lián)系實際，自己能動手的多動手去做，古人的智慧“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”是沒有錯的。還有在以后的學習中，我們面對困難要迎難而上，相信只要努力去做，就一定能成功。參考文獻1張克農(nóng)、寧改娣等.數(shù)字電子技術(shù)基礎（第二版）M.高等教育出版社.2胡宴如、耿蘇燕等.模擬電子技術(shù)基礎（第二版）M.高等教育出版社.3陳大欽.電子技術(shù)基礎實驗（第二版）M.高等教育出版社.4康華光.數(shù)字電子技術(shù)基礎 M.清華電子學教研室高教出版社.
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