数电加减法电路Word文件下载.docx

1、Digital electronic technology is one of the compulsory basic courses in Telecom, a few basics about basic knowledge of digital circuit, as well as how to analyze digital circuits and digital circuits design of the basic theories and methods. Digital circuit logic gate circuits, Adders, comparators,

2、counters, decoders, shift registers, consists of one or more such as latch, this curriculum design need to design an addition and subtraction, by 74LS283 and 74LS194 and XOR logic gate circuits can be realized, can then use multism software simulation. According to the circuit diagram and original o

3、f the given parameter, use multism software analog circuits, and static analysis, dynamic analysis, calculations, and so on.Keywords：Adder, exclusive-or gate, multism.1芯片介绍1.1 74LS283芯片74LS283可以用来做多位加法运算，它的输入为2个4位二进制数，A3A0，B3B0以及低4的进位数Cn，其输出为4位二进制和数S3S0及向高位的进位数Cn+1。这个芯片可以直接实现2个4位二进制的加法运算。如果要进行减法运算，那

4、么必须配上适当的逻辑门加以辅助才能完成，我们知道减法元算可以转变为加法运算，就是转化为补码形式的加法即可，因此想到，在输入数的时候，将输入数通过异或门，异或门另外一端接开关，开关接地即与0异或为其本身，这样做为加法运算电路。开关接电源，即与1异或转化为补码形式，这样即可作为减法运算电路。1.2 74LS194芯片 74LS194是四位双向通用移位寄存器。功能：并行输入和并行输出。 四种操作方式：同步并行寄存，右移，左移，不动。 正沿时钟触发。无条件直接清除。我们应用74LS194芯片可以将需要的数据通过它输入到74LS283芯片中进行数据的输入。当然，因为涉及到减法运算，因此，2种芯片之间会有

5、异或门的连接，也有直接连接。2理论分析2.1寄存器的选择很显然，在我们学习的的芯片中74LS283可以用来做加减运算的主要芯片，配合一些逻辑门电路，即可完成加减法的运算功能。然而要求要两个寄存器，因此，可以选择74LS194来暂时存储数据，并将输入数据输入到74LS283中，即可符合要求。2.2 CP脉冲信号的产生在数电书里面，我们学习了555芯片的用途，因此，对于CP时钟脉冲信号的产生，我们可以利用555芯片的功能，配上适当的电阻和电容即可实现。2.2电路结构图图1 设计结构图2.3电路设计74LS283芯片的功能就能够实现加法运算，因此，主要的设计还是在于减法电路。将减法运算电路设计好之后

6、，进行一些细节的调整即可用于进行加法运算。对于一个减法运算式D=A-B，首先我们应该用一个74LS283芯片完成补码的加法运算，即完成D=A+B补的逻辑运算，而其中B的补码是B的反码加1得到的。即二进制数B的各位数求反码加上进位端Cn1的输入数1，相加的结果用一个4位二进制数输出即可。而这样得到的是补码的运算，因此要还原为原码，就必须用第二块74LS283芯片。第二块74LS283芯片完成将D=A+B补恢复为差值的原码逻辑运算功能。第一块74LS283芯片输出的S是差值的原码还是补码，主要是由Co1的输出值来判断，如果输出为1，则输出的S为差值的原码，S就不必去求其补码，如果为0，则输出的S为

7、负差值的补码，这样就必须求其补码，将输出的S还原成其原码。所设计的减法运算电路如下图所示：图2 减法电路图 可以看出，减法的输入，B是通过了异或门与1进行异或之后才输入到芯片之中进行运算，那么这样输入的就是B的补码，如果要进行加法运算，显然，B应该输入原码，这样可以在5V那里设置一个单刀双掷开关，另外一端接地。这样，要进行加法运算，只要将开关拨至地端即可，也就是B的输入是与0进行异或，还是其本身，这样就可完成加减法运算的转化。这只是纯粹为了减法运算而想的一个简单电路，当然要符合要求的话，还得加上74LS194芯片以及一些异或门，还有LED灯的显示。数据的输入还得应用开关完成，可以说完整的加减法

8、运算电路比这个减法运算电路要复杂的多。当然，可以看出减法运算电路是整个电路的核心所在，可以说只要能够实现减法运算，那么电路基本就成功了，所需要修改的都是细节方面的问题。2.4 总电路图图3实际电路图 看出，当开关J1拨至高电平时。输入过程中，A的输入是直接输入，而B的输入是通过了异或门才输入到74LS283中的，此时J1接高电平，即B输入是与1进行异或，那么得到的是B的补码，即可看出，此时的电路功能是进行减法运算。那么开关J1拨至高电平时进行减法运算。当J1拨至地端，即接低电平时，A的输入无影响，B通过的异或门变为与0进行异或，输入为其本身，此时将进行加法运算，即J1接地的时候进行加法运算。L

9、ED灯的显示功能，将上图顺时针旋转90度后来看，最左边的LED灯是显示是否产生进位或者借位，即加法运算时高位产生进位，或者减法运算时高位产生借位，此灯都会亮，否则将不亮。而4个一组的LED灯则是显示输出结果的，左边的灯为输出数的高位，即如果输出的数为1000，则最左边灯亮，其余3个灯不亮。运算数据的输入，开关J3,J4,J5,J6所对应的输入数据为A的输入，而开关J7,J8,J9,J10所对应的是B1的数据输入，B1通过异或门，加法运算时会和0异或，输入得B的原码，减法运算会和1异或输入得B的补码。3电路仿真对电路进行multism软件仿真，出入数据1000与0100。加法器显示结果如下图：图

10、4加法运算仿真结果左边灯为高位，即显示结果为1100，而1000+0100=1100，仿真结果与理论相同。减法运算显示如下图：图5减法运算仿真结果显然，显示结果为0100，而1000-0100=0100，仿真结果与理论计算结果相同4电路实物焊接图6实物正面图图7实物反面图5心得与体会经过了近两个星期的苦战之后，本次课程设计终于结束了。 回想起来这些天的课程设计，主要是设计过程比较艰辛，毕竟给的条件不多，因此，必须得对课本上的相应的章节的知识反复的看。不过我们这个题目相对简单，主要就是74LS283芯片的运用，用74LS283加一些逻辑门电路即可实现，但是也并不是想说的这么简单，从开始就得对电路

11、图进行反复的修改。在通过了多番修改之后，草图终于确立，接下来就是在multism软件上的绘图和仿真。软件的仿真确实很实用，通过软件的运行，我们能很快的知道哪里的细节还有问题，并且及时的修改。通过几次的仿真之后，最后终于将电路图确定，这表明已经向成功迈进的一大步。对电路的仿真完成之后，我们就开始的购买材料进行实物的焊接，通过开学的电工实习，使得我们在本次的焊接过程就熟练的多了。这断时间的课程设计，锻炼了我们的团体协作意识，还有动手思考能力，更将所学到的知识加以融合并灵活运用，真正是学以致用。相信会对以后的学习和生活有很大的帮助，并且让我学到了，在电路设计过程中，能够精简的尽量精简，这样既省时又省材料，可谓一举两得。参考文献1岳怡，数字电路与数字电子技术，西安：西北工业大学出版社，20042阎石，数字电子技术基础，第四版 ，北京：高等教育出版社，19983王志功，集成电路设计基础，北京：电子工业出版社，20044鲍可进，数字电路逻辑设计，北京：清华大学出版社，20045罗中华，数字电路与逻辑设计，北京：