简易加减计算器设计.docx
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简易加减计算器设计
电子课程设计
题目:
简易加减计算器设计
专业:
电子信息工程
姓名:
学号:
指导教师:
电气与信息工程学院
2013年6月28日
成绩评定·
指导教师评语:
成绩等级:
指导教师签字:
年月日
1、设计的任务及要求.............................2
1.1、设计题目
1.2、设计任务和要求
2、原理电路设计.................................2
2.1、方案比较
2.2、单元电路设计
2.3、元件选择
2.4、整体电路
2.5、电路工作原理
3、实验及仿真.........................................8
4、电路对比分析.................................9
5、设计总结....................................10
5.1、设计过程中遇到的问题及解决方法
5.2、设计体会
5.3、对设计的建议
六、参考文献....................................11
一、设计的任务和要求
1.1、设计题目:
简易加减计算器
1.2、技术指标与要求:
1.2.1、自选器件制作一个简易计算器实现二位以下十进制数的加减计算;
1.2.2、进一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识;
1.2.3、熟悉几种常见的二——十进制编码器芯片、加法器芯片和七段字符型
LED显芯片,掌握其工作原理及其使用方法,并能够熟练的将其组合连接
使其构成简单的加减计算器;
1.2.4、以合适的方式显示输入的数据及计算结果;
1.2.5、发现问题,分析问题,科学的解决问题,培养认真严谨的工作作风和
实事求是的工作态度。
二、原理电路设计
2.1、方案比较
方案一:
原理电路图如下:
图
(1)方案一原理电路图
方案二:
原理电路图如下:
图
(2)方案二原理电路图
2.2、单元电路设计
2.2.1、输入电路的设计
我们通过高低电平的高低位继而代替1和0来输入要计算的十进制数字
每位十进制数用四位二进制代码表示,并通过七段LED数码转化为可操作
的十进制来说明操作的方便性。
图(3)
图(3)输入电路
2.2.2、算法优化电路的设计
加减运算电路主要由采用74LS283(四位全加器)和进位信号门电路组成。
因此,这个算法的优化电路的设计主要是为了减法而设计,因为74LS283
主要是加法,所以在进行减法运算时要进行码制的转换,既把减法运算电路
转换成加法运算电路。
当要减去一个二进制数的时候,可以转化成加上这个
二进制的补码即可,而将译码器送过来的被减数的二进制代码与一做或运算
再将进位信号加1即可得到补码了,从而为下面的加法加法的电路做好准
备。
图(4)
图(4)算法优化电路
2.2.3、加法运算电路:
如图(5)
图(5)加法运算电路
通过高低电平给A、B分别制数,当控制信号为低电平时,B与控制信号异或还是B,得出的结果就是A与B的和。
2.2.4减法运算电路
如下图:
图(6)减法运算电路
首先通过高低电平给A、B制数,当控制信号为高电平时(0)时,0与B。
的异或为-B,此时得出的结果为A与B的差。
2.2.5、译码显示器的设计
译码显示电路的实现是采用74HC4511BCD码驱动器,驱动共阴极LED数
码管。
74HC4511内接有上拉电阻,故只需在输出端与数码管之间串入限流
电阻既可工作。
译码器还有拒绝伪码的功能,当输入超过1001时,输出全
为0。
A0、A1、A2、A3为BCD码输入端;a、b、c、d、e、f、g为译码输出端,输
出1有效,用来驱动共阴极LED数码管;LT’为测试输入端,LT’=0时,
译码输出全为1;BI’为消隐输入端,BI’=0时,译码输出全为0,数码管
熄灭;LE’为锁定端,LE=1时译码器处于锁定(保持)状态,译码输出保
持在LE=0时的数值,LE=0为正常译码。
图(7)
图(7)译码显示器
2.3、元件选择
74LS283D、异或门(减法)、7段译码驱动器74HC4511
2.4、整体电路
如下图(8)
图(8)整体电路
2.5、电路工作原理。
通过编码器给A,B两个数编码,编程四位二进制码,然后再通过异或门让A
和B相加和想减,当异或门控制信号为0时是加法运算,当异或门为1时是减
法运算。
通过把输入电路,加减运算电路和显示电路整合到一起就得到了如下图所示
的整体的电路图。
3、实验及仿真
如图(9)
图(9)减法的仿真图
加法的仿真图和减法的仿真图基本一样,只是控制信号由低电平变为高电平,其它不变,这里仅给出减法的仿真图。
四、电路对比分析
由方案一与方案二的设计方法可知,方案一的方法不太合适,没有方案二的方法方便可行,我认为,方案二比较好。
下图(10)
图(10)整体电路