《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》word版

目錄摘要···········································································21計(jì)算器總體方案論證·······················································31.1計(jì)算器的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求················································31.2實(shí)現(xiàn)加減計(jì)算器的基本方法·············································32硬件電路設(shè)計(jì)·······························································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(shí)現(xiàn)··························································73.2減法電路的實(shí)現(xiàn)·························································7總結(jié)···········································································9參考文獻(xiàn)·····································································10摘要加減法計(jì)算器，就是能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)控制進(jìn)行加法運(yùn)算和減法運(yùn)算，并利用數(shù)碼管顯示計(jì)算結(jié)果。通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)器功能的認(rèn)真研究和上網(wǎng)查了諸多方面的資料。本簡(jiǎn)易加減法計(jì)數(shù)器主要由3個(gè)主要版塊組成：編碼輸入電路、加減運(yùn)算電路和顯示電路。輸入電路： 通過(guò)開(kāi)關(guān)的閉合和開(kāi)通來(lái)代表電平的高地位繼而代表0和1來(lái)輸入所要計(jì)算的十進(jìn)制數(shù)字。加減運(yùn)算電路：加減運(yùn)算電路主要由74LS283（雙全加器）的級(jí)聯(lián)電路組成。通過(guò)非門將原碼全部轉(zhuǎn)換為反碼，再把74LS283輸入進(jìn)位置為1，然后采用個(gè)位和個(gè)位相加，十位和十位的相加的原則，將兩個(gè)的個(gè)位的代碼送入到一個(gè)加法器中，將進(jìn)位依次傳遞。但是加法器只可以做加法運(yùn)算，不滿足我們的設(shè)計(jì)要求，于是我們將減法也變成加法進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算都用補(bǔ)碼，最后再將結(jié)果在轉(zhuǎn)換為原碼，通過(guò)數(shù)碼管燈顯示出來(lái)。顯示電路：顯示電路時(shí)通過(guò)7段顯示譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本課題通過(guò)PROTEUS仿真達(dá)到了課題的各項(xiàng)要求，證明了本課題真實(shí)、可靠。關(guān)鍵詞：74LS238；74LS47；數(shù)碼管；計(jì)算器1計(jì)算器總體方案論證1.1計(jì)算器的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求任務(wù)：完成一個(gè)簡(jiǎn)易加減計(jì)算器的設(shè)計(jì)。要求:（1） 用于兩位以下十進(jìn)制數(shù)的加減運(yùn)算。（2）以合適方式顯示輸入數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果。1.2實(shí)現(xiàn)加減計(jì)算器的基本方法該方案由三個(gè)模塊組成：編碼輸入電路、加減運(yùn)算電路和顯示電路。通過(guò)開(kāi)關(guān)J1J8接不同的高低電平來(lái)控制輸入端所置的兩個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)，譯碼顯示器U10和U13分別顯示所置入的兩個(gè)數(shù)。數(shù)A直接置入四位超前進(jìn)位加法器74LS283的A4A1端，74LS283的B4B1端接四個(gè)2輸入異或門。四個(gè)2輸入異或門的一輸入端同時(shí)接到開(kāi)關(guān)S1上，另一輸入端分別接開(kāi)關(guān)J5J8，通過(guò)開(kāi)關(guān)J5J8控制數(shù)B的輸入。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1接低電平時(shí)，B與0異或的結(jié)果為B，通過(guò)加法器74LS283完成兩個(gè)數(shù)A和B的相加。當(dāng)開(kāi)關(guān)J1接高電平時(shí)，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(jìn)位信號(hào)C0為1，其完成S=A+B（反碼）+1，實(shí)際上其計(jì)算的結(jié)果為S=A-B完成減法運(yùn)算。由于譯碼顯示器只能顯示09，所以當(dāng)A+B>9時(shí)不能顯示，我們?cè)诖擞昧硪黄酒?4LS283完成二進(jìn)制碼與8421BCD碼的轉(zhuǎn)換，即S>9（0110）2時(shí)加上6（0110）2，產(chǎn)生的進(jìn)位信號(hào)送入譯碼器U15來(lái)顯示結(jié)果的十位，U14顯示結(jié)果的個(gè)位。由于減法運(yùn)算時(shí)兩個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)相減不會(huì)大于10，所以不會(huì)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(shè)計(jì)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2.1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(jìn)制計(jì)算中，主要采用74ls283來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，其中的異或門來(lái)控制加減計(jì)算，當(dāng)異或門控制信號(hào)等于時(shí)，電路執(zhí)行加運(yùn)算，當(dāng)異或門控制信號(hào)為時(shí)，電路執(zhí)行減運(yùn)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(jìn)制的數(shù)碼進(jìn)行相加，并把運(yùn)算的結(jié)果在輸出端口S1S4輸出。C4是來(lái)至低位的進(jìn)位，而CO是高位進(jìn)位的輸出。BCD七段譯碼器74LS47簡(jiǎn)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ABCD= 0，則輸出顯示為0。2.3外部接線圖該電路運(yùn)用了BCD七段譯碼器74LS47芯片和全加器74LS283芯片，同時(shí)，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(fù)使用過(guò)程中也就自然的達(dá)到了課程設(shè)計(jì)所要求的結(jié)果。后經(jīng)仿真證實(shí)了該電路設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)用兩片4位全加器74LS183和門電路設(shè)計(jì)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(dāng)大于9的時(shí)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(shí)現(xiàn)的功能是24+79=103 圖3.1 加法電路3.2減法電路的實(shí)現(xiàn)該電路功能為計(jì)算A-B。若n位二進(jìn)制原碼為N原，則與它相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)碼為N補(bǔ)=2n-N原，補(bǔ)碼與反碼的關(guān)系式為N補(bǔ)=N反+1，A-B=A+B補(bǔ)-2n=A+B反+1-2n因?yàn)锽1= B非，B0=B，所以通過(guò)異或門74LS86對(duì)輸入的數(shù)B求其反碼，并將進(jìn)位輸入端接邏輯1以實(shí)現(xiàn)加1，由此求得B的補(bǔ)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(shí)現(xiàn)的是79-24=55。圖3.2 減法實(shí)現(xiàn)電路總結(jié)從本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)自己學(xué)到了很多東西，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)了已經(jīng)學(xué)到的關(guān)于電路、數(shù)電的知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中更重要的是我明白了合作對(duì)于一個(gè)團(tuán)體的重要意義。經(jīng)過(guò)兩個(gè)禮拜的努力，終于幸不辱命，把這個(gè)簡(jiǎn)易加減計(jì)算器做了出來(lái)，功能也基本上滿足了課程任務(wù)書的要求。另外在本次課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，最明顯的感觸就是，課堂上學(xué)的東西要與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)還是有一段距離，但自己也學(xué)到了很多東西，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度對(duì)于一個(gè)搞工程的人來(lái)說(shuō)是很重要的，一件優(yōu)秀的工業(yè)設(shè)計(jì)不僅考驗(yàn)一個(gè)設(shè)計(jì)師的才干和智慧，同時(shí)也更加決定一個(gè)企業(yè)的生存和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在以后的學(xué)習(xí)中我們要理論聯(lián)系實(shí)際，自己能動(dòng)手的多動(dòng)手去做，古人的智慧“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”是沒(méi)有錯(cuò)的。還有在以后的學(xué)習(xí)中，我們面對(duì)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(xiàn)1張克農(nóng)、寧改娣等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（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(chǔ)（第二版）M.高等教育出版社.3陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（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(chǔ) M.清華電子學(xué)教研室高教出版社.