简单的加减计算器..docVIP

简易加减法计算器 课程设计 电气与信息工程 学院 电气工程及其自动化 专业 题 目： 简易加减法计算器 姓 名： 胡永朋 学 号： 181413112 指导教师： 李慧 时间： 2015年 6 月 22 日~ 2015年 6 月 26日 本次课程设计的任务是设计一个具有加减运算功能的简易计算器，并通过合适的方式显示最后的计算结果。设计电路的完成主要是利用简单的数字电路和逻辑运算来进行的。简易加减计算器电路主要是对数据的输入和显示，数据的加减运算，数据的输出与显示三个主要的方面来设计研究完成的。 在输入电路的部分，我们通过开关的闭合与断开来实现数据的输入，开关闭合接入高电平“1”，断开接入低电平“0”，而输入的数据将通过七段显示译码器显示出来。加减运算电路主要通过加法器来实现。 一、设计方案 设计方案比较： 方案一：输入十进制的数字，再通过编码器对数字进行编码，输出二进制的数据，运用显示译码器对输入的数字以十进制的形式进行显示，在进行加减计算的时候将二进制数字运用模数转换，然后再进行相加减，然后再讲这些模拟信号再次转换成数字信号，再将数字信号输入到显示译码器来显示数字。这个方案中要进行数模转换和模数转换所需要的电路器件有些复杂，并且转换的时间长，而且转换以后的数值精度不高，鉴于这种方案中的缺点太多，不采用。 方案二：输入十进制的数字，并对数字进行编码，通过显示译码器将输入的数值显示出来，再讲编码所得的二进制数字求其补码，将补码送到串行进位加法器中进行相加，最后将二进制码转换成BCD码输入到显示译码器中，从而就可以将相加以后所得的数字显示出来。这个方案中避免了方案一中需要大量的时间和精度不高的缺点，但是由于应用了串行加法器的缘故，电路会比较复杂，不利于进行连接。 方案三：本方案采用十位和十位相加，个位和个位相加的方法，将个位和十位分别输入到电路中，由于输入的数字是二进制码，将二进制码输入到显示译码器中就可以显示输入的数字。相加或相减的时候采用补码的形式通过加法器进行相加。再将二进制转化成BCD码输入到显示译码器中就可以将相加所得的数字显示出来。此方案中运用了较少的原件，并且运行所需时间很少，相对于方案一和方案二，这个方案是最好的！ 二、设计原理 设计原理分析：如图1所示，第一步置入两个二进制数，数字的置入用开关控制，二进制码输入显示译码器，这样四个显示译码器上就会显示出对应的十进制数；第二步通过开关选择运算方式为贾或减；第三步，按照选择的方式对数据进行补码的运算，然后将补码进行相加；第四步，将前面所得数据化为BCD码，以方便在显示译码器上显示。个位相加的结果通过一个显示译码器显示，十位因为可能有进位，所以选择两个显示译码器。因为选用的加法器是十六进制的，所以需要把加法器通过门器件输出合适的进位信号来实现十进制的加法运算。对产生进位的二进制列其真值表： 合适的进位信号来实现十进制的加法运算。对应进位的二进制列其真值表： 器件介绍 1、74LS283 全加器74LS283 74LS283D和74LS283N与74LS283的功能是一样的，只是它们的封装不一样，D是SOIC贴片封装，N是双列直插封装。下面介绍它的功能。二进制计算中，主要采用74LS283来实现电路功能，其中的异或门来控制加减计算，当异或门控制信号等于0时，电路执行加运算，当异或门控制信号为1时，电路执行减运算。全加器 74LS283的逻辑功能是将输入端口 A1~A4、B1~B4的输入数据作为二进制的数码进行相加，并把运算的结果在输出端口 SUM1~SUM4输出。C4是用来至低位的进位，而CO是高位进位输出。 2、 BCD七段译码器74LS47 BCD七段译码器74LS47能以十进制数码直观的显示数字系统的运行数据，将输入端ABCD的输入在七段反码A~G上显示。若ABCD=0,则输出显示为0。 3、外部接线图 该电路运用了BCD七段译码器74LS47芯片和全加器74LS283芯片，同时，电路图中也大量的使用了与门、非门、与非门和异或门。在这些元器件的重复使用过程中也就自然的达到了课程设计所要求的结果。后经仿真证实了该电路设计的合理性与正确性。外部连接图如图 4所示。 三、结果模拟与分析 (1)加法电路的实现 进行两个数相加运算时，可以直接将得到的二进制进行相加。用两片4位全加器74LS283和门电路设计一位8421BCD码加法器。由于一位84