eda課程設(shè)計(jì)---十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)</p><p>　　題目： 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 </p><p>　　學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　年級(jí)專(zhuān)業(yè)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　**課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 </p><p>　　說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。</p><p><b>　　年 月 日 </b&g

3、t;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 摘要…………………………………………………………………………………4</p><p>　　第2章 十進(jìn)制加法器設(shè)計(jì)說(shuō)明……………………………………………………………5 </p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)思路…………………………………

4、……………………………………………5</p><p>　　2.2 流程圖…………………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3 模塊介紹………………………………………………………………………………6</p><p>　　2.4 真值表…………………………………………………………………………………6</p>&

5、lt;p>　　第3章 原理圖分析 ………………………………………………………………………11</p><p>　　3.1 整體原理圖 …………………………………………………………………………11</p><p>　　3.2 輸入轉(zhuǎn)換部分設(shè)計(jì) …………………………………………………………………12</p><p>　　3.3 蜂鳴器部分 ……………………

6、……………………………………………………12</p><p>　　3.4 加法器部分 …………………………………………………………………………13</p><p>　　3.5 B-BCD（二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼）……………………………………………………13</p><p>　　3.6 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管部分 ……………………………………………………………………14<

7、;/p><p>　　第4章 波形仿真圖及結(jié)果分析 …………………………………………………………16</p><p>　　第5章 管腳鎖定及硬件連線 ……………………………………………………………21</p><p>　　第6章 總結(jié) ………………………………………………………………………………22</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………

8、……………………………………………………………………23</p><p>　　**評(píng)審意見(jiàn)表 ………………………………………………………………………24</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　十進(jìn)制加法器可由BCD碼(二－十進(jìn)制碼)來(lái)設(shè)計(jì),它可以在二進(jìn)制加法器的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)?shù)摹靶Ｕ边壿媮?lái)實(shí)現(xiàn),該校正邏輯可將二

9、進(jìn)制的“和”改變成所要求的十進(jìn)制格式。n位BCD碼行波式進(jìn)位加法器由n級(jí)組成,每一級(jí)將一對(duì)4位的BCD數(shù)字相加,并通過(guò)一位進(jìn)位線與其相鄰級(jí)連接。在十進(jìn)制運(yùn)算時(shí),當(dāng)相加二數(shù)之和大于9時(shí),便產(chǎn)生進(jìn)位。用BCD碼完成十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算時(shí),當(dāng)和數(shù)大于9時(shí),必須對(duì)和數(shù)進(jìn)行加6修正，由加法器和比較器完成功能的實(shí)現(xiàn)。加法器的加數(shù)和被加數(shù)若大9則蜂鳴器警報(bào)5秒，數(shù)碼管顯示為0，由比較器和計(jì)數(shù)器控制。動(dòng)態(tài)數(shù)碼管由計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)選擇器、譯碼器完成顯示功能。<

10、/p><p>　　關(guān)鍵詞：十進(jìn)制加法器、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示、蜂鳴器警報(bào)</p><p>　　第二章 十進(jìn)制加法器設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)的十進(jìn)制加法器有兩個(gè)輸入，及加數(shù)和被加數(shù)，分別是用四個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)表示的四位二進(jìn)制數(shù)，即輸入的范圍為0到15；有一個(gè)輸

11、出，即兩個(gè)加數(shù)相加的結(jié)果。加數(shù)、被加數(shù)和結(jié)果都需要顯示在動(dòng)態(tài)數(shù)碼管上，并且，加數(shù)或被加數(shù)若大于9，則蜂鳴器報(bào)警5秒鐘，且顯示為0.</p><p>　　根據(jù)要求，設(shè)計(jì)加數(shù)和被加數(shù)的合法范圍為0到9，故當(dāng)輸入的加數(shù)大于9的時(shí)候需要將其統(tǒng)一變換成0。這里我們使用7485四位數(shù)字比較器和相應(yīng)的組合邏輯電路，將輸入的加數(shù)和1001B（即9）做比較，如果其小于9，就輸出原數(shù)作為加數(shù)；如果其大于9，就輸出0000B（即0）作

12、為新的加數(shù)。</p><p>　　處理過(guò)的加數(shù)、被加數(shù)分別接入74283四位超前進(jìn)位加法器的各個(gè)引腳，相加后的四位輸出結(jié)果SUM1-SUM4連同進(jìn)位輸出cout，是一個(gè)五位的二進(jìn)制數(shù)，cout是其高位。輸出的五位二進(jìn)制數(shù)需要轉(zhuǎn)換成為八位BCD碼才能顯示，故需要添加轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。使用一片7485比較器和一片74283四位超前進(jìn)位加法器即可實(shí)現(xiàn)從五位二進(jìn)制數(shù)到五位BCD碼的轉(zhuǎn)換。</p><p>

13、　　加數(shù)、被加數(shù)和運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)由十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74160接成的4進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的循環(huán)與兩片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74153的控制，分時(shí)輸出數(shù)值，經(jīng)過(guò)BCD七段譯碼器7448譯碼即可接入動(dòng)態(tài)數(shù)碼管進(jìn)行顯示，動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的片選也由同一四進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。</p><p><b>　　2.2 流程圖</b></p><p><b>　　2.3 模塊

14、介紹</b></p><p>　　1、輸入轉(zhuǎn)換部分：利用兩片7485和相應(yīng)的組合邏輯電路，將輸入的加數(shù)通過(guò)7485和9做比較，如果加數(shù)小于等于9，即從或門(mén)輸出一個(gè)高電平1和輸入加數(shù)的各個(gè)位相與，即輸入各位不變；如果加數(shù)大于9，即從或門(mén)輸出一個(gè)低電平0和輸入加數(shù)的各個(gè)位想與，相與后各位都為0，即實(shí)現(xiàn)了當(dāng)輸入加數(shù)、被加數(shù)大于9時(shí)統(tǒng)一按作0處理。</p><p>　　2、蜂鳴器部分：

15、利用十進(jìn)制加法器74160進(jìn)行計(jì)時(shí)，若設(shè)置時(shí)鐘脈沖信號(hào)周期為一秒，則循環(huán)0000、0001、0010、0011、1000五個(gè)狀態(tài)，在1001暫態(tài)停止，及實(shí)現(xiàn)了5秒定時(shí)功能。定時(shí)器輸入部分由兩7458 AGBO引線加或門(mén)控制ENT/ENP使能端何時(shí)工作。輸出部分通過(guò)一定邏輯門(mén)電路控制輸出端口，從而控制蜂鳴器工作與否。</p><p>　　3、加法器部分：將得到兩個(gè)處理后的數(shù)的各位依次接入74283的各個(gè)引腳，就可以

16、在74283的輸出端得到相加后的結(jié)果，其中SUM1-SUM4連同進(jìn)位信號(hào)cout共同構(gòu)成一個(gè)五位二進(jìn)制數(shù)， cout是高位。</p><p>　　4、B-BCD（二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼）：我們通過(guò)一片7485和一片74283來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。觀察二進(jìn)制轉(zhuǎn)換到BCD碼的真值表，可以發(fā)現(xiàn)兩者的最后一位是完全相等的（真值表加黑部分），故可以直接將結(jié)果的最后一位直接作為得數(shù)的最低位進(jìn)行輸出。當(dāng)結(jié)果不大于9時(shí)（對(duì)于前四位是不大

17、于4時(shí)），前四位是完全相等的；大于9時(shí)，對(duì)前四位來(lái)說(shuō)，二進(jìn)制數(shù)與BCD碼總是相差0011B（即3）。</p><p>　　我們利用一片7485、一片74283和相應(yīng)的邏輯電路實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的功能。在得到得數(shù)后，將其最低位直接作為最低位輸出，而將高四位分別接入一個(gè)7485的各個(gè)引腳，將其與4做比較，當(dāng)其小于等于4時(shí)，或門(mén)輸出一個(gè)低電平信號(hào)0輸入74283的B1、B2位，和二進(jìn)制結(jié)果的前四位相加（即加上0000B），結(jié)果不

18、變；當(dāng)其大于4時(shí)，或門(mén)輸出一個(gè)高電平信號(hào)1輸入74283的B1、B2位，和二進(jìn)制結(jié)果的前四位相加（即加上0011B），即可得到相應(yīng)的BCD碼。</p><p>　　5、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管部分：通過(guò)一片十進(jìn)制加法器74160，兩片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74153和一片BCD七段譯碼器7448完成控制。74160的作用是對(duì)數(shù)據(jù)選擇器和動(dòng)態(tài)數(shù)碼管進(jìn)行選擇，74160輸出端QA、QB加與非門(mén)連接到LDN端，完成四進(jìn)制循環(huán)，QA、QB

19、、QC分別連接動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的片選端SS0、SS1、SS2，進(jìn)行片選。74153片選信號(hào)由74160輸出端QA、QB控制，對(duì)應(yīng)連接；數(shù)據(jù)輸入部分0端接加數(shù)各引腳，1端接被加數(shù)各引腳，2端由高到低分別接0、0、0、sum4，3端分別接第二片74283的輸出低三位和第一片74283最低位；輸出部分第一片74153 Y1、Y2，第二片74153 Y1、Y2分別接7884譯碼器輸入端。譯碼器7448輸出端a、b、c、d、e、f、g對(duì)應(yīng)連接8個(gè)共陰數(shù)

20、碼管的并行段位引線輸入信號(hào)端，完成動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的顯示。</p><p><b>　　2.4 真值表</b></p><p>　?。?）、B-BCD轉(zhuǎn)換真值表</p><p>　?。?）、四位二進(jìn)制加法真值表</p><p>　?。?）、各芯片真值表</p><p>　?、貰CD七段譯碼器7448真值

21、表</p><p>　?、谒奈粩?shù)字比較器7485真值表</p><p>　?、垭p四選一數(shù)據(jù)選擇器74153真值表</p><p>　　④十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74160真值表</p><p>　?、菟奈怀斑M(jìn)位全加器74283真值表</p><p><b>　　第三章 原理圖分析</b></p&g

22、t;<p><b>　　3．1 整體原理圖</b></p><p>　　3.2 輸入轉(zhuǎn)換部分設(shè)計(jì)</p><p>　　輸入A、B的控制完全相同。控制原理圖如下所示。</p><p><b>　　3.3、蜂鳴器部分</b></p><p><b>　　3．4、加法器部分<

23、;/b></p><p>　　3.5、B-BCD（二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼）</p><p>　　3.6、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管部分</p><p>　　譯碼器7448輸出端a、b、c、d、e、f、g對(duì)應(yīng)連接8個(gè)共陰數(shù)碼管的并行段位引線輸入信號(hào)端，完成動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的顯示。</p><p>　　第4章 波形仿真圖及結(jié)果分析</p><

24、p>　　4.1、9+8=17</p><p>　　分析：加數(shù)A為1001B（十進(jìn)制數(shù)為9），被加數(shù)為1000B（十進(jìn)制數(shù)為8）。相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為17。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù)9,001時(shí)顯示被加數(shù)8,010時(shí)顯示結(jié)果高位1,011時(shí)顯示結(jié)果地位7，循環(huán)顯示。由于加數(shù)和被加數(shù)均在合法范圍（小于等于9），所以蜂鳴器一直為低電平，不發(fā)生警報(bào)。</p><p&g

25、t;<b>　　4.2、7+2=9</b></p><p>　　分析：加數(shù)A為0111B（十進(jìn)制數(shù)為7），被加數(shù)為0010B（十進(jìn)制數(shù)為2）。相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為9。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù)7,001時(shí)顯示被加數(shù)2,010時(shí)顯示結(jié)果高位0,011時(shí)顯示結(jié)果地位9，循環(huán)顯示。由于加數(shù)和被加數(shù)均在合法范圍（小于等于9），所以蜂鳴器一直為低電平，不發(fā)生警報(bào)。</

26、p><p><b>　　4.3、8+0=8</b></p><p>　　分析：加數(shù)A為1000B（十進(jìn)制數(shù)為8），被加數(shù)為0000B（十進(jìn)制數(shù)為0）。相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為8。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù)8,001時(shí)顯示被加數(shù)0,010時(shí)顯示結(jié)果高位0,011時(shí)顯示結(jié)果地位8，循環(huán)顯示。由于加數(shù)和被加數(shù)均在合法范圍（小于等于9），所以蜂鳴器一直為低

27、電平，不發(fā)生警報(bào)。</p><p>　　4.4、7+12=7</p><p>　　分析：加數(shù)A為0111B（十進(jìn)制數(shù)為7），被加數(shù)為1100B（十進(jìn)制數(shù)為12）。相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為7,因?yàn)?100B為大于9非法數(shù)字，計(jì)算時(shí)記為0。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù)7,001時(shí)顯示被加數(shù)0,010時(shí)顯示結(jié)果高位0,011時(shí)顯示結(jié)果地位7，循環(huán)顯示。由于被加數(shù)不在在合法范

28、圍（大于9），所以蜂鳴器五個(gè)周期為高電平，每周期一秒，發(fā)生五秒警報(bào)。</p><p><b>　　4.5、0+4=4</b></p><p>　　分析：加數(shù)A為0000B（十進(jìn)制數(shù)為0），被加數(shù)為0100B（十進(jìn)制數(shù)為4），相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為4。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù)0,001時(shí)顯示被加數(shù)4,010時(shí)顯示結(jié)果高位0,011時(shí)顯示結(jié)果地

29、位4，循環(huán)顯示。由于加數(shù)和被加數(shù)均在合法范圍（小于等于9），所以蜂鳴器一直為低電平，不發(fā)生警報(bào)。</p><p>　　4.6、8+12=8</p><p>　　分析：加數(shù)A為1000B（十進(jìn)制數(shù)為8），被加數(shù)為1100B（十進(jìn)制數(shù)為12），相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為8,因?yàn)?100B為大于9非法數(shù)字，計(jì)算時(shí)記為0。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù),8,001時(shí)顯示被加數(shù)0,

30、010時(shí)顯示結(jié)果高位0,011時(shí)顯示結(jié)果地位8，循環(huán)顯示。由于被加數(shù)不在在合法范圍（大于9），所以蜂鳴器五秒為高電平，發(fā)生五秒警報(bào)，第二次警報(bào)正常，可重啟動(dòng)。</p><p>　　4.7、8+8=16</p><p>　　分析：加數(shù)A為1000B（十進(jìn)制數(shù)為8），被加數(shù)為1000B（十進(jìn)制數(shù)為8），相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為16。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時(shí)顯示加數(shù)8,001時(shí)

31、顯示被加數(shù)8,010時(shí)顯示結(jié)果高位1,011時(shí)顯示結(jié)果地位6，循環(huán)顯示。由于加數(shù)和被加數(shù)均在合法范圍（小于等于9），所以蜂鳴器一直為低電平，不發(fā)生警報(bào)。</p><p>　　第5章 管腳鎖定及硬件連線</p><p><b>　　管腳鎖定</b></p><p><b>　　第6章 總結(jié)</b></p>

32、<p>　　本次EDA（Electric Design Automation)課程設(shè)計(jì)，是我第一次深入接觸電路設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。作為一個(gè)測(cè)控專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，我在過(guò)去的兩年半中學(xué)習(xí)了專(zhuān)業(yè)的各方面知識(shí)，包括電路原理、模擬電路、數(shù)字電路等等，而這周的EDA課設(shè)，將我們學(xué)過(guò)的各方面電學(xué)知識(shí)和現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行課題項(xiàng)目設(shè)計(jì)，不單夯實(shí)了我們的理論知識(shí)和對(duì)數(shù)字電路的理解，更極大的鍛煉了我們實(shí)際動(dòng)腦、動(dòng)手能力。<

33、;/p><p>　　我的設(shè)計(jì)題目是十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)輸入兩個(gè)十以內(nèi)的數(shù)（大于9的時(shí)候按0處理），將輸入的數(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示，相加后的結(jié)果也通過(guò)兩個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來(lái)。在輸入非法數(shù)字時(shí)，蜂鳴器發(fā)生五秒警報(bào)。該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，它包含了從教材上截取的精華，比如比較器與9比較，四位二進(jìn)制全進(jìn)位加法器實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)加法計(jì)算，二進(jìn)制數(shù)字向BCD碼的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　在這一周的設(shè)計(jì)過(guò)程

34、中，我遇到了很多的問(wèn)題，比如，蜂鳴器的定時(shí)，要求五秒警報(bào)，能在啟動(dòng)；比如，動(dòng)態(tài)數(shù)碼管的顯示過(guò)程。本設(shè)計(jì)題目并沒(méi)有我最初想象的那么簡(jiǎn)單，在一步步的設(shè)計(jì)進(jìn)程中，我遇到了問(wèn)題，學(xué)會(huì)了自己解決問(wèn)題，收獲頗多。很多問(wèn)題在課本教材的學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)遇到過(guò)，實(shí)際的動(dòng)手設(shè)計(jì)很重要，可以鍛煉的更多，收獲的更多。</p><p>　　通過(guò)一周課程設(shè)計(jì)，我受益良多。在老師的指導(dǎo)下，我學(xué)會(huì)了軟件MAX+plus II 10.2 BASELI

35、NE的基礎(chǔ)使用方法，初步了解了電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程，接觸了工程設(shè)計(jì)的概念。在這一周的時(shí)間里，我獨(dú)立進(jìn)行思考，設(shè)計(jì)電路，調(diào)試波形……這次課設(shè)讓我在實(shí)際中真正地運(yùn)用了在課本中學(xué)到的東西，既加深理論知識(shí)的理解，又鍛煉了自己的動(dòng)手能力，感謝老師一周的耐心講解和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》. 閻石主編.高等教