数字逻辑电路课程设计报告09261030 范玉清Word文件下载.docx
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课程设计任务书
姓名
范玉清
学号
09261030
班级
09计11
课程名称
数字逻辑电路
课程性质
专业必修课
设计时间
2010年12月27日——2011年01月07日
设计名称
设计要求
设计思路
与
设计过程
2、利用多功能虚拟软件Multism8进行电路的制作、调试，并生成文件。
计划与进度
实验电路：
1减法电路的实现；
2加法电路的实现；
3译码显示电路的实现；
4最后所得结果的实验电路
任课教师
意见
说明
课程设计报告
课程：
数字逻辑电路
学号：
09261030
姓名：
范玉清
班级：
09计11
教师：
王小林
徐州师范大学
计算机科学与技术学院
设计名称：
设计一个一位十进制加减法器日期：
2011年01月06日
设计内容：
设计目的与要求：
设计环境或器材、原理与说明：
TT器74LS283引脚图
环境：
利用多功能虚拟软件Multism8进行电路的制作、调试，并生成文件。
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
显示所置入的两个一位十进制数
译码显示计算结果
开关选择运算方式
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（要求置入的数小于1010），如（1001）2和（0111）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7；
第二步通过开关选择运算方式加或者减；
第三步，若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；
第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
设计过程（步骤）或程序代码：
1:
减法电路的实现：
（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，则与它相对应的补码为N补=2n-N原，补码与反码的关系式为N补=N反+1，
A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n
（2）：
因为B
1=B非，B
0=B，所以通过异或门74LS86对输入的数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的补码。
加法器相加的结果为：
A+B反+1，
（3）：
由于2n=24=（10000）2,相加结果与相2n减只能由加法器进位输出信号完成。
当进位输出信号为1时，它与2n的差为0；
当进位输出信号为0时，它与2n差值为1，同时还要发出借位信号。
因为设计要求被减数大于或等于减数，所以所得的差值就是A-B差的原码，借位信号为0。
图1：
2：
加法电路的实现如下：
（1）加法原理:
1.通过开关S2——S9接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，译码显示器U13和U15分别显示所置入的两个数。
数A直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4——A1端，74LS283的B4——B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上，另一输入端分别接开关S6——S9，通过开关S6——S9控制数B的输入。
2.当开关S1接低电平时，B与0异或的结果为B，通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
3.由于译码显示器只能显示0——9，所以当A+B>
9时不能显示，我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>
9（1001）时加上6（0110），产生的进位信号送入译码器U10来显示结果的十位，U11显示结果的个位
（2）加法电路的实现:
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这十九种结果。
而且由于显示的关系
2.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的真值表：
CO
S3
S2
S1
S0
Y
数的大小
8
4
2
1
没有超过9
3
5
6
7
9
10
需要转换
11
12
13
14
15
16
17
18
19
无关项
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
由表我们可以算出Y的表达式:
（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
由于用与非门比较方便所以我们选用了与非门电路有以下两种选择：
（1）
（2）
第一种方式简单,所以我选用了第一种方式得到了如下的理论图
:
图2加法运算电路
（3）元器件选择：
加法电路器件:
完成加法运算可用器件超前进位加法器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3图4
74LS08引脚图
图5
3：
译码显示电路的实现
一个七段LED译码驱动器74HC4511和一个七段LED数码显示器组成。
七段LED译码驱动器74HC4511的功能表如下．在74HC4511中，经前面运算电路运算所得的结果输入74HC4511的D3D2D1D0，再译码输出，最后在七段LED显示器中显示出来．
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6译码显示电路
4:
最后所得结果的实验电路：
图7最后结果
设计结果与分析（可以加页）：
（1）加法运算：
选择开关接高电平，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，并在七段译码显示器上显示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，并在七段译码显示器上显示02.
设计体会与建议：
1.设计过程中要充分合作，发挥个人的特长，以求达到结果最佳的目的。
2.在做实验之前要先充分理解所运用的知识点，实验室要灵活运用。
3.做实验时应戒躁戒躁。
4.平时应该多掌握一些课本上没有的知识。
设计成绩：
教师签名：
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