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S2——S9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74LS283A4——A1端，74LS283B4——B1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S6——S9，通过开关S6——S9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0——9，因此当A+B>9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S>9（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：

CO
S3
S2
S1
S0
Y
数大小

8
4
2
1

0
0
0
0
0
0
0
没有超过9
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
2
0
0
0
1
1
0
3
0
0
1
0
0
0
4
0
0
1
0
1
0
5
0
0
1
1
0
0
6
0
0
1
1
1
0
7
0
1
0
0
0
0
8
0
1
0
0
1
0
9
0
1
0
1
0
1
10
需要转换
0
1
0
1
1
1
11
0
1
1
0
0
1
12
0
1
1
0
1
1
13
0
1
1
1
0
1
14
0
1
1
1
1
1
15
1
0
0
0
0
0
16
1
0
0
0
1
0
17
1
0
0
1
0
0
18
1
0
0
1
1
0
19
无关项
1
0
1
0
0
0
20
1
0
1
0
1
0
21
1
0
1
1
0
0
22
1
0
1
1
1
0
23
1
1
0
0
0
0
24
1
1
0
0
1
0
25
1
1
0
1
0
1
26
1
1
0
1
1
1
27
1
1
1
0
0
1
28
1
1
1
0
1
1
29
1
1
1
1
0
1
30
1
1
1
1
1
1
31
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5

74LS08引脚图
图6
3：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，s2~s5分别接1,0,0,1;s6~s7f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