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1、 沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 加法运算电路 系 别 信息工程系 班级 通信本101 学生姓名 刘纪伟 学号 指导教师 于源/秦宏 职称 讲师/副教授 起止日期：2012 年 6 月11 日起至 2012 年 6 月 21日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目： 加法运算电路 系 别 信息工程系 班级 通本101 学生姓名 刘纪伟/赵秀丽/魏 威/刘桂强 学 号 42/12/39/36 指导教师 于源/秦宏 职称 讲师/副教授 课程设计进行地点： B419 任 务 下 达 时 间： 2012 年 5 月 25日起止日期：2012 年 6 月11日起至2012 年 6月21
2、日止教研室主任 曲延华 2010年 5 月 7 日加法运算电路1 设计组要内容及要求1.1 设计目的：（）掌握加法运算电路的构成、原理和设计方法；（）熟悉集成电路的使用方法。1.2 基本要求（）设计被加数寄存器A和加数寄存器B单元；（）设计全加器工作单元；（）能进行四位二进制数的加法运算电路。1.3 发挥部分（）用数码管以十进制形式显示最后运算结果；（）考虑有进位的显示情况；（）简单减法电路。（）进行A减B运算时，A小于B有负号提示得数为负。 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求（）基本部分必须完成，发挥部分单独完成；（）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图；（）设计过程
3、的资料、草稿要求保存并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一上交。2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12012.6.11布置课设题目讲解，分组打分22012.6.12
4、开题答辩打分32012.6.13小组查找资料开始设计原理图打分42012.6.14仿真软件学习，绘制原理图打分52012.6.15仿真软件学习，绘制原理图打分62012.6.18完成原理图主体打分72012.6.19原理图仿真运行打分82012.6.20布置报告要求打分92012.6.21正式答辩打分102012.6.22上交报告打分沈 阳 工 程 学 院数字电子技术课程设计成绩评定表系（部）： 信息工程系 班级： 通本101 学生姓名： 刘纪伟 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工
5、作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严
6、谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分中 文 摘 要算数运算是数字系统的基本功能，更是计算机中不可缺少的组成单元。实现加法运算电路，给出任意两个四位二进制数能进行加法运算，首先要掌握加法运算电路的构成、原理和设计方法，设计出较合理的电路，来实现加法运算，加法运算是我们经常用到的一项操作，因此我们的这项设计非常贴近我们是现实生活，离我们实际非常近。所以，我们首先设计两个寄存器，用于存储数据，寄存器用来存储被加数，寄存器用来存储加数
7、，然后进行数值比较，最后通过显示器显示运算结果。这样就输入电路、求和运算、数值比较和译码输出几个部分实现了加法发部分。为了能将二进制码的计算结果直观的以十进制码的形式显示出来，我们需要在计算结果的最终输出端添加一个译码显示器，用以方便我们读出计算结果，数字显示译码器是驱动显示器件的核心部件。我在显示部分使用的是4管脚七段显示器DCD-HEX。此时可以直接输入4位二进制数，在连接处添加电阻使显示器运行稳定。做减法运算时要闭合减法开关。对于二进制的减法运算可以利用一个加法器和门电路得以实现。减法的运算前首先要用一个比较器来比较两个输入的数的大小，把较大的一个数进行一次取反运算，取反运算后的结果要和
8、另一个数同时输入到一个加法器中进行二进制的加法运算，运算后再次把运算结果取反，经过两次的取反后便可实现最终的减法运算。通过数值比较器比较结果大小，集成数值比较器是4位数值比较器，两个4位数的比较是从A 的最高位A3和B的最高位B3进行比较，如果它们不等，则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A3=B3，则再比较次高位A2和B2，余类推。如果两数相等，比较步骤则必须进行到最低位才能得到结果。我们设计的这个电路可以实现四位二进制加法、减法运算，十进制显示，负号有指示灯提醒。这是我们的总体功能。关键词 加法运算，寄存器，显示器，减法运算，数值比较器目 录课程设计(论文)任务书I课程设计(论
9、文)成绩评定表II中 文 摘 要III1设计任务描述11.1设计题目：加法运算电路11.2设计要求11.2.1设计目的11.2.2 基本要求11.2.3发挥部分12 设计思路22.1 输入部分22.1.1 输入端问题22.1.2 采用74LS175N将输入存在寄存器中22.2 加法部分22.2.1 个位的显示22.2. 2十位的显示22.3 减法部分22.4 负号显示33 设计方框图44 各部分电路设计及参数计算54.1 输入电路的设计54.2 求和（求差）电路64.2.1 求和运算电路64.2.2 减法运算电路84.3 负号显示94.4 输出显示器95 工作过程分析106 元器件清单117
10、主要元器件介绍127.1 集成寄存器74LS175127.2 集成4位超前进位加法器74LS283127.3 集成数值比较器74LS85137.4 七段显示器14小 结15致 谢16参考文献17附 录 A1 原理图18附 录 A2运行截图191设计任务描述1.1设计题目：加法运算电路1.2设计要求1.2.1设计目的（1）掌握加法运算电路的构成、原理与设计方法（2）熟悉集成电路的使用方法。1.2.2 基本要求（1）设计被加数寄存器A和加数寄存器B单元；（2）设计全加器工作单元；（3）能进行四位二进制数的加法运算电路。1.2.3发挥部分（4）进行A减B运算时，A小于B有负号提示得数为负。2 设计思
11、路2.1 输入部分2.1.1 输入端问题输入部分使用十个按键组成8421BCD码编码器，该编码器为输入底电平有效，即按下S0S9任意一个时，输入信号有一个为底电平，GS=1，表示有信号输入；当S0S9均为高电平时GS=0，表示无信号输入，此时输出代码0000为无效代码。2.1.2 采用74LS175N将输入存在寄存器中其次，是将输入存在寄存器中，这里我们采用的器件是74LS175N，本器件为上升沿触发，我们采用动方法使其触发，即用一单刀双掷开关，先令其接地，当开关打到另一端时输入1，这样于0到1，产生上升沿，使其触发工作；2.2 加法部分2.2.1 个位的显示将两个寄存器的数相加，输入到加法器
12、中，加法器的输出端为一个四位二进制数，根据二进制与十进制的区别，需要分段处理数据至译码器；在加法器中输出的信号，如果有进位信号则需要加6，具体是因为输出的为2进制数，当有进位信号的时候相当于在原有输入减掉了16，而我们的目的是将其转化为十进制数输出显示，也就是相当于多减去了6，因此再用1个加法器，实现当有进位信号时就加6，没有进位信号加0；那么，个位的显示已经设计完。2.2. 2十位的显示其次就是十位的显示，将所有进位信号通过列功能表，画卡诺图化简，得到进位信号与显示十位的译码器的逻辑关系，使其可以显示十位。并且通过数值比较器，比较大小来决定十位数显示的数字。2.3 减法部分通过加法器后的数据
13、和再一次取反来实现减法功能是我设计减法运算电路的亮点，在这个运算中，避免了传统的取反加一的运算模式，这种运算方式就可以在减法运算电路中只用一个加法器就得以实现，将减法与加法部分合为一体。这种运算方式是一种创新，同时也是一种大胆的尝试，经过大量的运算和推导后得出的公式要经过反复的演算和验证。为验证这种工作运算方式的可行性，随机地在输入数据中抽取两个进行减法运算，并且在验证工作中对有些特殊的数据详细分析验证，主要的数据重点分析，尤其是在运算中有借位和溢出的情况，我做了一个取反和分析的表格用以验证说明减法运算电路的可行性。2.4 负号显示最后，考虑到减法有可能出现负数问题，通过一个比较器和逻辑门实现了若出现负数，将会有一个数字探针亮起。3 设计方框图4 各部分电路设计及参数计算由框图可知，本电路共能实现加法，减法两种运算。首先，加
