《河南城建学院电子技术课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南城建学院电子技术课程设计（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电子技术课程设计电子技术课程设计课 题： 简易加减计算器系 别： 电气与信息工程学院专 业： 自动化姓 名： *学 号： 0924*指导老师： 刘晓芳2014 年 6 月 18 日 目录目录一、设计题目一、设计题目1二、设计任务和要求二、设计任务和要求1三、原理电路设计三、原理电路设计.1、方案比较.12、 单元电路设计2四、实验数据整理及电路的仿真四、实验数据整理及电路的仿真91、加法电路仿真92、减法电路的仿真.9五、设计不足之处五、设计不足之处11六、设计总结六、设计总结.111、 设计过程中遇到的问题及解决方法.112、设计体会.12七、参考文献七、参考文献.12河南城建学院电子技术
2、课程设计1一、设计题目一、设计题目 简易加减计算器的设计二、设计任务和要求二、设计任务和要求1、自选器件制作一个简易计算器用于两位以下十进制数的加减运算。2、以合适方式显示输入数据及计算结果。3 、进一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识。4、熟悉几种常见的加法器芯片和二一十进制数码管显示芯片，掌握其工作原理及其使用方法，并能够熟的练将其组合连接，使其构成简单的加减计算 器，实现二位以下的十进制数的加减计算。5、了解数字系统设计的基本思想方法，学会科学分析和解决问题，培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。三、原理电路设计三、原理电路设计、方案比较方案一：用开关输入二进制数字，通过开关的关
3、断和接通来选择运算方式，选择到加减法的运算方式进行加减法运算，运用四位全加法器芯片 74LS283 实现运算功能，最终将运算结果通过二一十进制数码管显示表示出来。方案二：通过开关输入十进制数字，再用二十进制编码器 74LS147 将其转换为二进制数字进行加减运算，最终将计算结果转化为十进制数字输出到二一十进制数码管出来。方案三；输入十进制数字，用二十进制编码器 74LS147 作为编码输入器件，它可将我们输入的十进制数对应的编译成对应的二进制 BCD 代码，输入到运算电路，通过开关的关断和接通来选择运算方式，运用四位全加法器芯片74LS283 实现运算功能，最终将运算结果通过 LED 显示表示
4、出来。比较以上三种方案。方案一，使用二进制输入，用二进制数进行加减计算，最终通过二一十进制数码管直接显示最终输出结果，该方案在数据输入上输的是二进制数从习惯考虑此方法输入不便。方案二，电路中虽然进行二十进制转化。方案三中进行十进制转化为二进制需要增加一个庞大的十进制转化为二进制的电路，又七段数码管应用较复杂。经过讨论考虑到电路的实用性，及日常河南城建学院电子技术课程设计2使用习惯，综合考虑选择方案二。整体电路设计思路如图一2、单元电路设计（1）输入电路输入电路采用的是十进制输入，这样做电路数据输入比较简单，本电路输入采用十八个开关控制第一位数字的 09 和第二个数字的 09 共十八种数字输入方
5、式，应用两片二十进制译码器 74LS147。输入电路如图二输入的数字及对应的按键河南城建学院电子技术课程设计3A1 键键 = 1 VCC 5VA2 键键 = 2 A3 键键 = 3 A4 键键 = 4 A5 键键 = 5 A6键键 = 6 A7 键键 = 7 A8 键键 = 8 A9 键键 = 9 B1 键键 = A B2 键键 = B B3 键键 = C B4 键键 = D B5 键键 = E B6 键键 = F B7 键键 = G G2二二十十进进制制译译码码器器74LS147DA9 B7 C6 D14313 41 52212111857463910G1二二十十进进制制译译码码器器74LS
6、147DA9 B7 C6 D14313 41 52212111857463910G3A7404NG4A7404NG5A7404NG6A7404NB8 键键 = H B9 键键 = I G7A7404NG8A7404NG9A7404NG10A7404NS1键键 = 空空格格图二河南城建学院电子技术课程设计4（2）运算电路加法电路：加法电路的实现由四位全加器完成，输入的十进制数通过二十进制译码器 74LS147 输出的二进制数作为四位全加器 74LS283 的输入，其结果就是这两个四位二进制数的求和，求和结果有数码管显示出来，由于二十进制数码管显示范围是 0-9，当求和的两个十进制数的和大雨就是需
7、要用两块数码管显示，本模块加法电路未予显示，在整体电路中给出了具体电路。加法电路模块如图三G1四四位位全全加加器器74LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07结结果果显显示示VCC5VA3键键 = 0 加加数数被被加加数数A2键键 = 1 A1键键 = 2 A0键键 = 3 B3键键 = 4 B2键键 = 5 B1键键 = 6 B0键键 = 7 图三减法电路：减法电路的实现应用两片四位全加器 74LS283 此时的减法电路只适用于较大数减较小数，当小数减大数时会出现错误，当小数减大数时的电路在本模块电路
8、中未予显示，具体电路见整体电路。减法电路模块如图四河南城建学院电子技术课程设计5A3键键 = 0 VCC5VA2键键 = 1 A1键键 = 2 A0键键 = 3 B3键键 = 4 B2键键 = 5 B1键键 = 6 B0键键 = 7 被被减减数数G5全全加加器器74LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07减减数数G1A74136NG2A74136N G3A74136N G4A74136NG6全全加加器器74LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A3
9、14B22A23B16A15C07G7A 7408NG8A 7408NG10A7427NG11A7404N十十位位显显示示端端个个位位显显示示端端加加法法进进位位开开关关键键 = 8 G9A7486N图四（3） 、元件选择VCC +5V 电源，接地，单刀双掷开关，单刀单掷开关，CMOS 反向器 7404，与门 7408，异或门 74136，同或门 7427，二十进制译码器 74LS147，四位全加器 74LS283，四位 CMOS 传输门 4066，二十进制数码管，数据选择器 74LS85。二十进制译码器 74LS147 功能实现十进制数到二进制数的转换，在译码器的数据输入端输入想要计算的十进
10、制数字，通过二十进制译码器 74LS147 输出输入的十进制数对应二进制数的反码，在对其用反向器即可得十进制数对应的二进制数。74LS147 引脚图及功能表如图五图五河南城建学院电子技术课程设计6四位全加器 74LS283 的功能是实现四位二进制数求和，即从 74LS283 的数据输入端各输进四位二进制数，从其数据输出端输出这两个四位二进制数的和。74LS285 的引脚图如图六图六四位 CMOS 传输门 CD4066 是一数字模拟开关，其功能控制数据的通断，当控制端是高电平时导通，低电平时截止。CD4066 引脚图如图七图七二十进制数码管显示电路，用于显示数据输出，能进行二进制数到十进制数转换
11、，显示结果均为十进制数。如图八所示河南城建学院电子技术课程设计7四四位位全全加加器器74LS283DSUM_410 SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07二二十十进进制制数数码码管管显显示示器器图八四位数值比较器 74LS85，用于比较两个四位二进制数的大小，本电路采用数值比较器是比较要相减的两个数的大小以确定采用哪个减法电路，四位数值比较器工作原理，先从高位比再到低位比，最终得出两数大小，从数据选择器输出端输出。该数值比较器输出有三个端子，哪个数大相应那个输出端为 1，其余为 0。74LS85 的引脚图及功能表如图九图九河南
12、城建学院电子技术课程设计8（4） 、整体电路根据上述对简易计算器电路的模块分析及相关元件的介绍可以得到其整体电路。如图十A1 键键 = 1 VCC5VA2 键键 = 2 A3 键键 = 3 A4 键键 = 4 A5 键键 = 5 A6键键 = 6 A7 键键 = 7 A8 键键 = 8 A9 键键 = 9 B1 键键 = A B2 键键 = B B3 键键 = C B4 键键 = D B5 键键 = E B6 键键 = F B7 键键 = G G2二二十十进进制制译译码码器器74LS147DA9B7C6D143134152212111857463910G1二二十十进进制制译译码码器器74LS1
13、47DA9B7C6D143134152212111857463910G3A 7404NG4A 7404NG5A 7404NG6A 7404NB8 键键 = H B9 键键 = I G7A 7404NG8A 7404NG9A 7404NG10A 7404NS1键键 = 空空格格数数字字AG20全全加加器器74LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07数数字字BG11A74136NG12A74136N G13A74136N G14A74136NG24全全加加器器74LS283DSUM_410SUM_313SU
14、M_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07G21A 7408NG22A7408NG30A 7427NG31A 7404N十十位位显显示示个个位位显显示示G23A 7486N加加法法进进位位开开关关 键键 = 空空格格G25全全加加器器74LS283DSUM_410SUM_313SUM_14SUM_21C49B411A412B315A314B22A23B16A15C07G28A7404NG27A7404NG26A7404NG29A 7404N个个位位显显示示（减减法法）符符号号位位A B C D E F GCK符符号号控控制制开开关关键键 = 空空格
15、格键键 = 空空格格G15数数据据选选择择器器74LS85DA213B214A112B111OAGTB5A010B09A315B31OAEQB6OALTB7AEQB3ALTB2AGTB4G16A7408NVSS-5VG17CMOS传传输输门门4066BD_5VD12S11IN113D23D39D410S24IN25S38IN36S411IN412VDD14VSS7G19CMOS传传输输门门4066BD_5VD12S11IN113D23D39D410S24IN25S38IN36S411IN412VDD14VSS7G18A 7404N图十（5） 、工作原理说明该简易加减计算器能实现两位一下的任意两
16、位数的加减。具体工作原理如下：首先，在该简易计算器的数据输入端输入要作和或作差的两个十进制数，数据的输入可有键盘控制。数据输入以后进入二十进制译码器通过其把要计算的两个十进制数转化成二进制数，由于二十进制译码器 74LS147 的输出是我们输入十进制数对应的二进制数的反码，因此在通过四个 CMOS 反向器 7404，即可得输入十进制数对应的二进制代码。然后，把转化好的二进制代码输入四位全加器 74LS283 中。同时，也通入四位数值比较器 74LS85 中。从 74LS283 的输出端引出二进制代码输入第二片河南城建学院电子技术课程设计974LS283 中使其与二进制代码 0110 相加，目的是得到输入二进制代码的小于 9的二进制代码便于二十进制数码管显示，当两数相加结果仍是一位数，那么该数码管显示的就是二者的计算结果。若二者之和是十进制中的两位数，着要把第一篇 74LS283 的输出同
