一位加法器的设计

11、课程设计的目的课程设计是某门课程的总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的基本训练，加深对该课程知识的理解。在整个教学计划中,它起着培养学生独立工作能力的重要作用。通过本课程设计,主要训练和培养学生的以下能力:（1）.查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；（2）.方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力；（3）.迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；（4）.用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。2.课程设计的题目描述与要求题目:一位加法器我们要设计一个两个十进制数加法器(含进位位)，其中十进制数编码为8421码。十进制数加法可首先转换为二进制加法来执行。然后，若得到的和大于9，则产生一个进位值，并在得到的和值上加6(这是用来补足未使用的六种输入组合)。要求：（1）利用基本逻辑门电路和编码器，译码器及计数器完成电路（2）用LED管显示3.课程设计报告内容3.1设计方案的选定与说明要设计一个一位加法器，我选用了两片全加器74LS83芯片，一片与非门74LS00芯片，一片三输入的与非门74LS10芯片，两片74HC4511七段显示译码器和两个LED显示器。3.2论述方案的各部分工作原理（1）.显示译码器：发光二极管构成的七段显示器有两种，共阴极和共阳极电路，共阴2极电路中，七个发光二极管的阴极连在一起接低电平，需要某一段发光，就将相应二极管的阳极接高电平。共阳极显示器的驱动则刚好相反，七段LED数码管的原理图如图1所示，具有4个输入端，7个输出端。如显示译码器74HC4511。图2为共阳共阴极接法。其功能表见表1。图1(a)共阳极接法（b）共阴极接法表13（2）.74LS83:74LS83是四位全加器。管脚图如图3所示。。图3（3）.74LS00：从属于TTL门系列.它是一个内部含有四个双输入的与非门芯片.其14脚接+5v电压;7脚地;当AB都为高电平1时输出为高电平0;当AB都为低电平0时输出为高电平1;当AB异同时:即,一个为低电平0一个为高电平1时输出为高电平1。引脚图见图4，逻辑图见图5，真值表见表2：图44图5表2（4）.74LS10：74LS10是常用的三3输入与非门电路，在数字电路和单片机系统中常用,74LS10可与7410CT4010DG74LS10SD74LS10等芯片直接代换。这个与非门的功能是实现Y=ABC。其引脚图见图6，逻辑图见图7，真值表见表3。Vcc1C1Y3C3B3A3Y┌┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴┐│141312111098│）││1234567│└┬—┬—┬—┬—┬—┬—┬┘1A1B2A2B2C2YGND5图6图7表3输入输出ABCY000001010011100101110111000000013.3相关的计算；十进制数加法可首先转换为二进制加法来执行。然后，若得到的和大于9，6则产生一个进位值，并在得到的和值上加6(这是用来补足未使用的六种输入组合)。例如：01100113011171000801015010151001901000801100--1001012和≤90110601106无校正100101211000183.4设计方案的图表我们用二进制加法器对两数相加，并看其和是否大于10。若和大于10，则必须在结果处加6(0110)。十进制加法器共使用了两个二进制加法器，其框图见图8。进位检测电路检测的是第一个加法器(包括进位)的输出。若其输出大于9，则检测电路输出1。这就是十进制加法器的进位输出，同时也是校正指示位。当进位输出为1时，第一个加法器得到的结果加6；当进位输出为0时，第一个加法器得到的结果加0。进位检测电路的卡诺图见图9。图87图9用两片四位全加器74LS83和门电路设计一位8421BCD码加法器由于一位8421BCD码数A加一位数B有0～18这19种结果。而且由于显示的关系，当大于9的时候要加六转换才能正常显示，所以设计的时候有如下真值表4：8表4由表4我们可以算出Y的表达式由前16项有COS3S2S1S0Y数的大小84210000000没有超过900001010001002000110300100040010105001100600111070100008010010901010110需要转换010111110110011201101113011101140111111510000016100010171001001810011019无关项1010002010101021101100221011102311000024110010251101012611011127111001281110112911110130111111319（1）3210321032103210321032103231YSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS(2)由后10项有1OYC由（1）（2）有Y=CO+S3S2+S3S1理论图如图10：图3图10由于用与非门比较方便所以我们选用了与非门电路有以下两种选择：(1)443424434244342Y=C+SS+SS=C+SS+SSCSSSS这种方式用一片74LS00和一片74LS10可以实现(2)443424434244342Y=C+SS+SS=C+SS+SSCSSSS这种方式用两片74LS00可以实现由于第一种方式简单所以我们选用了第一种方式3.5设计方案说明书本设计是一位加法器的设计，可以进行一位十进制数的计算。将两个十进制10数转换成二进制数进行加法计算，最后输出结果。4.总结回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在整整半个月的日子里，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识，遇到自己无法解决的问题，得到了李老师的耐心指导，使我了解了更多的知识，非常感谢李老师对我的细心帮助，使我能够顺利完成这次电子技术课程设计。参考书目：［1］柴诚敬，刘国维，李阿娜，《化工原理课程设计》，天津科学技术出版社，天津，1994年［2］秦曾煌主编，《电工学简明教程》,高等教育出版社,淮海,2004年［3］贾学堂、汪琼、许鸿量,《电子技术》,上海交通大学出版社,淮海,1998年［4］康华光主编，《电子技术基础》数字部分，高等教育出版社，北京，2002年