院、系（部） | 电子信息工程 | 专业 | 电子信息工程 | 班级 | |
学号 | 姓名 | 任课教师 | |||
课程名称 | 电工电子课程设计 | ||||
论文题目 | 计算器 | 成绩 | |||
评 语 | 签字： 年 月 日 | ||||
复 核 人 意 见 | 签字： 年 月 日 | ||||
一、设计要求
(1)0~999范围内直接能进行加法，减法运算
(2)全是10进制显示
(3)必须用译码器加7段数码管显示数据
二、设计原理
图1 一位十进制加减运算原理框图
如图1所示，第一步置入两个四位二进制数（要求置入的数小于1010），如（1001）2和（0111）2同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7；
第二步通过开关选择运算方式加或者减；
第三步，若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；
第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。即: 若选择加法运算方式，则（1001）2+（0111）2=（10000）2 十进制9+7=16 并在七段译码显示器上显示16. 若选择减法运算方式，则（1001）2-（0111）2=（00010）2十进制9-7=2 并在七段译码显示器上显示02.
至于三位十进制加减法运算，只需将三个一位十进制加减法电路进行连接，便可以实现加法运算，如369+256=625或减法运算1990-990=000.
三、设计所采用清单
超前进位加法器74LS283 6个
十进制计数器74LS192 6个
显示译码器74LS48 10个
共阴极七段数码管 10个
500欧电阻 70个
2输入与门74LS08 6个
3输入或非门74LS27 3个
2输入异或门74LS86 27个
反相器74LS04 3个
2输入或门74LS32 2个
单刀双掷开关 9个
电源，导线 若干
四、电路原理图及其分析
(1)置数电路
利用十进制计数器进行置数，输入数为十进制，只需要一个开关控制，而如果用四个开关直接输数，导致开关数量过多，而且无法避免十六进制数。
反码计算器在线(2)加六进位电路
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8421BCD数A加一位数B有0到18这十九种结果。当A+B<=9时，就直接将第一个芯片的和输送到第二个芯片加零，即为最后输出结果。当A+B>9时, 将第一个芯片的和输送到第二个芯片A端，再加上B端的六，最后输出结果即为所需的十进制数。
(3)减六借位电路
同样用两片4位全加器74LS283和门电路设计一位8421BCD码减法器
该电路功能为计算A-B。若n位二进制原码为N原，则与它相对应的补码为
N补=2n-N原，补码与反码的关系式为N补=N反+1，
A-B=A+B补-2n=A+B反+1-2n
因为B1= B非，B0=B，所以通过异或门74LS86对输入的数B求其反码，并将进位输入端接逻辑1以实现加1，由此求得B的补码。加法器相加的结果为：
A+B反+1
第一个芯片将输入的两个数进行减法运算，但是在十六进制范围内，所以需要将结果减六才能变为十进制数相减的结果。因而引入第二个芯片，将第一个芯片的和输入到第二个芯片的A端，再减去B端的六，即可实现十进制数相减。
(4)译码显示电路
译码显示电路是由一个七段LED译码驱动器74LS48和一个七段LED数码显示器组成。在74LS48中，经前面运算电路运算所得的结果输入74LS48的ABCD，再译码输出，最后在七段LED显示器中显示出来。设计译码显示电路时，应该选择匹配的显示译码器和数码管，否则显示不了。此处用到的是74LS48译码器和共阴极七段数码管的搭配。
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