设计一个一位十进制加减法++数字电路专业课程设计方案报告.doc

课程设计报告课程：微机系统与接口课程设计学号： 姓名： 班级： 教师： *大学计算机科学与技术学院设计名称：设计一种一位十进制加减法器 日期：1月 23日 设计内容：1、0-9十个字符和“+”“-”分别相应一种按键，用于数据输入。2、用一种开关控制加减法器开关状态。3、规定在数码显示管上显示成果。设计目与规定：1、学习数字逻辑等电路设计办法，熟知加减法器、编码器、译码显示工作原理及特点；2、培养勤奋认真、分析故障和解决问题能力。设计环境或器材、原理与阐明：TT器74LS283引脚图环境：运用多功能虚拟软件Multism8进行电路制作、调试，并生成文献。器材：74LS283或者4008， 4个异或门（一片74LS86）（减法）；74LS08，3输入或门（加法）设计原理:加法运算电路显示所置入两个一位十进制数译码显示计算成果开关选取运算方式置数减法运算电路图1二进制加减运算原理框图分析：如图1所示，第一步置入两个四位二进制数（规定置入数不大于1010），如（1001）2和（0111）2，同步在两个七段译码显示屏上显示出相应十进制数9和7；第二步通过开关选取运算方式加或者减；第三步，若选取加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选取减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步，前面所得成果通过此外两个七段译码器显示。设计过程（环节）或程序代码：实验电路： 1:减法电路实现：（1）：原理：如图1所示（如下），该电路功能为计算A-B。若n位二进制原码为N原，则与它相相应补码为N补=2n-N原，补码与反码关系式为N补=N反+1，A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n(2)：由于B1= B非，B0=B，因此通过异或门74LS86对输入数B求其反码，并将进位输入端接逻辑1以实现加1，由此求得B补码。加法器相加成果为：A+B反+1，(3)：由于2n=24=(10000)2,相加成果与相2n减只能由加法器进位输出信号完毕。当进位输出信号为1时，它与2n差为0；当进位输出信号为0时，它与2n差值为1，同步还要发出借位信号。由于设计规定被减数不不大于或等于减数，因此所得差值就是A-B差原码，借位信号为0。图1：减法运算电路2：加法电路实现如下：（1）加法原理:1. 通过开关S2S9接不同高低电平来控制输入端所置两个一位十进制数，译码显示屏U13和U15分别显示所置入两个数。数A直接置入四位超迈进位加法器74LS283A4A1端，74LS283B4B1端接四个2输入异或门。四个2输入异或门一输入端同步接到开关S1上，另一输入端分别接开关S6S9，通过开关S6S9控制数B输入。2. 当开关S1接低电平时，B与0异或成果为B，通过加法器74LS283完毕两个数A和B相加。3. 由于译码显示屏只能显示09，因此当A+B9时不能显示，咱们在此用另一片芯片74LS283完毕二进制码与8421BCD码转换，即S9（1001）时加上6（0110），产生进位信号送入译码器U10来显示成果十位，U11显示成果个位(2)加法电路实现:用两片4位全加器74LS83和门电路设计一位8421BCD码加法器1. 由于一位8421BCD数A加一位数B有0到18这十九种成果。并且由于显示关系2. 当不不大于9时候要加六转换才干正常显示，因此设计时候有如下真值表：COS3S2S1S0Y数大小84210000000没有超过900001010001002000110300100040010105001100600111070100008010010901010110需要转换010111110110011201101113011101140111111510000016100010171001001810011019无关项101000201010102110110022101110231100002411001025110101261101112711100128111011291111013011111131由表咱们可以算出Y表达式:(1)由前16项有： Y= S3S2+ S3S1(2)由后10项有： Y= CO=1由（1）（2）有Y=CO+S3S2+S3S1由于用与非门比较以便因此咱们选用了与非门电路有如下两种选取：(1)(2)第一种方式简朴,因此我选用了第一种方式得到了如下理论图:图3 加法运算电路（3）元器件选取： 加法电路器件: 完毕加法运算可用器件超迈进位加法器74LS283或者4008来实现。如图2还需用到2输入与门74LS08，3输入或门。 图 4 图574LS08引脚图图63：译码显示电路实现一种七段LED译码驱动器74HC4511和一种七段LED数码显示屏构成。七段LED译码驱动器74HC4511功能表如下在74HC4511中，经前面运算电路运算所得成果输入74HC4511D3D2D1D0，再译码输出，最后在七段LED显示屏中显示出来表二：七段LED译码驱动器74HC4511功能表表三：七段LED译码驱动器74HC4511功能表续图7 译码显示电路4:最后所得成果实验电路： 图8 最后成果设计成果与分析(可以加页)：(1) 加法运算：选取开关接高电平，s2s5分别接1,0,0,1;s6s7f分别接0，1，1，1。则（1001）2+（0111）2=（10000）2 十进制9+7=16，并在七段译码显示屏上显示16.(2)减法运算开关接低电平，s2 s5分别接1，0，0，1，s6 s7分别接0，1，1，1。则为（1001）2-（0111）2=（00010）2十进制9-7=2，并在七段译码显示屏上显示02.设计体会与建议：1. 设计过程中要充分合伙，发挥个人特长，以求达到成果最佳目。2. 在做实验之前要先充分理解所运用知识点，实验室要灵活运用。3. 做实验时应戒躁戒躁。4. 平时应当多掌握某些课本上没有知识。设计成绩： 教师签名：年月