电子技术课程设计--加减法电路.doc

课程名称：电子技术课程设计设计题目： 加减法电路 院 系： 专 业： 年 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区2013年8月27日课 程 设 计 任 务 书专 业 姓 名 学号 开题日期： 2013年 7月 1日 完成日期： 2013年 8月27日题 目 加减法电路 一、设计的目的 为了培养我们把理论知识应用于实践的能力，以实践检验我们所学的知识是否正确。加深我们对科学知识转化为生产力的理解，增强我们的学习动力。让我们在完成设计的过程中能够形成严谨的态度，增强我们分析问题的能力，让我们能够在各个方面得到提升。 二、设计的内容及要求设计一个具有一位数加减运算电路，能显示加减数和运算结果的值，能够方便切换加减运算功能，能直接以数字形式输入加减数三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 年 月 日 加减法电路一、 设计任务与要求 设计任务设计一个具有一位数加减运算电路。 设计要求1. 能显示加减数和运算结果的值；2. 能方便切换加减运算功能；3. 能直接以数字形式输入加减数；二、 方案设计与论证 涉及芯片简介1. 74LS283四位快速加法器能够快速计算两个四位二进制的加法运算。2. 74LS1479线-4线编码器能够将09编码为相应的二进制码的反码。3. 74LS85四位数值比较器能够四位二进制数的大小，并输出相应的电平。4. 74LS86异或门电路能够实现异或逻辑运算。5. DCD_HEX数码管能以二进制形式显示成人们习惯的阿拉伯数字。 方案设计1. 加法电路设计采用四位快速进位加法器74LS283作为主要芯片，进行加法计算，由于要显示出计算结果，所以在加法计算结果超出9时需要进行特殊考虑，具体的算法是：先将计算结果用一个数值比较器74LS85与9比较，如果结果比9小，则将结果直接输出，如果比9大，则将结果加6过后再输出。同时为了避免16，17，18这三个数输出本来就有进位而漏掉，所以还要将输出的进位信号与数值比较器的“大于”结果进行或逻辑运算后作高位的输出信号。2. 减法电路设计首先将减数取反后再加1，得到其补码，再将被减数与减数的补码进行加法运算，得到的结果有两种结果，一个是结果为正数，另一个是结果为负数。如果是正数则直接输出，若为负数则需要先将结果减1再取反，即将负数结果还原为原码，这样才能作为输出结果。 方案论证1. 加法电路：由于主要用到的芯片都没有什么特殊的要求，所以只要正常连接就可以实现，没有什么太大的障碍。第一片74LS283的A0A3和B0B3作为两个加数的输入端，第二片74LS283的SUM_1SUM4作为四位结果输出。具体电路连接见单元电路的设计电路图。2. 减法电路：按方案设计的思路，进行接线，其中比较有技巧性的是：判断输出结果是否为负数的问题，其具体方法是先将被减数和减数利用数值比较器74LS85进行比较，这样可以知道结果是否为负数，然后将比较器的“小于”输出结果接到另一片74LS283的B0B3，即为“-1”的补码，进位端“C0”接地，第一片74LS283的输出结果接第二片74LS283的A0A3，这样实现了：如果减法运算结果为负数，则实现将结果“-1”，若为正数实现“+0”，最后再将“小于”输出与第二片的输出结果进行异或运算，实现：若减法运算结果为负数，则实现取运算，若为正数，则保持。最后的效果是：减法结果为负数时能实现“-1”和取反运算，若为正数，则实现保持。三、 单元电路设计与参数计算 加法电路加法子电路模型为： 减法电路减法子电路模型： 键盘电路 显示电路 加减法切换电路四、 总原理图及元器件清单 总原理图 元器件清单74LS283四位快速加法器74LS1479线4线编码器NOT非门电路SPDT单刀双掷开关DCD_HEX带8421码译码器的数码管74LS32或门电路74LS86异或门电路SEVEN_SEG_COM_K共阴极7段数码管74LS85四位数值比较器五、 性能测试与分析性能测试一：6+5=11性能测试二：7+4=11性能测试三：1-8=-7=性能测试四：7-4=3测试结果分析：通过以上测试，本设计的加减法电路基本实现了要求的电路，性能稳定，输入采用自设的键盘式开关，方便操作，计算结果用数码管显示，形象直观。六、 结论与心得七、 参考文献1 阎石. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2006.2 廖洪翔. 电子技术实验指导.成都：西南交通大学出版社，2008.3 陈明义. 电子技术课程设计实用教程.长沙：中南大学出版社，2010.4 唐赣，