南邮十翻二运算电路
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学号09700117数字电路与逻辑设计设计说明书题目十翻二运算电路设计起止日期:2011 年 6 月23日至2011 年7 月 1 日学生姓名李龙川班级09电信1班成绩指导教师(签字)电子与信息工程系2011年6 月30 日目录一、设计依据 (1)二、设计要求 (1)1.功能 (1)2.器件 (2)三、主要集成电路芯片 (2)1.74LS147 (2)2.74LS194 (3)四、主要内容 (4)1.总体概括 (4)五、十翻二运算电路设计图 (6)六、设计总结与体会 (6)十翻二运算电路设计一、设计依据在向计算机输送数据时,首先把十进制数变成二—十进制数码即 BCD 码,运算器在接受到二一十进制数码后,必须要将它转换成二进制数才能参加运算。
这种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。
例如:125→【0001,0010,0101】→【111101】。
系统结构方框如图1.1所示:图1.1 系统结构框图二、设计要求1.功能(1) 具有十翻二功能。
(2) 能完成三位数十进制数到二进制数的转换。
(3) 能自动显示十进制数及二进制数。
(4) 移位寄存器选用八位移位寄存器。
(5)具有手动和自动清零功能。
2.器件集成电路TTL 10线-4线优先编码器(74LS147)、TTL 四位双向通用移位寄存器(74LS194)、TTL 六反相器(74LS04)、TTL 2输入端四与门(74LS08)、TTL 2输入端四或门(74LS32)、TTL 13输入端与非门(74LS133)等。
三、主要集成电路芯片1.74LS14774LS147优先编码器有9个输入端和4个输出端。
某个输入端为0,代表输入某一个十进制数。
当9个输入端全为1时,代表输入的是十进制数0。
4个输出端反映输入十进制数的BCD码编码输出。
74LS147优先编码器的输入端和输出端都是低电平有效,即当某一个输入端低电平0时,4个输出端就以低电平0的输出其对应的8421 BCD编码。
目录第一章技术指标 (2)1.1 系统功能要求 (2)1.2 系统结构要求 (2)1.3 电气指标 (2)1.4 设计条件 (2)第二章整体方案设计 (3)2.1 整体方案 (3)2.2 整体原理及方框图 (3)第三章单元电路设计 (4)3.1 频率控制电路设计 (4)3.2 计数器设计(256) (5)3.3 存储器及正弦函数表 (6)3.4 D/A(II)正弦波产生电路 (7)3.5幅度控制 (8)3.6阻抗控制 (9)3.7整体电路图 (9)3.7 整体元件清单(理论值) (9)第四章测设与调整(数据) (11)4.1 频率控制电路调测 (11)4.2 地址计数器电路调测如下: (11)4.3 存贮器电路调测(R=1千欧) (11)4.4数字幅度电路调测 (11)4.5 波形扩展 (11)4.6 整体指标测试 (12)第五章设计小结 (13)5.1电子电路课程设计的意义 (13)5.2 设计任务完成情况 (13)5.3 问题及改进 (13)5.4 心得体会 (14)附录 (16)参考文献 (16)主要芯片介绍: (16)第一章技术指标1.1 系统功能要求人们在向计算机输送数据时,计算机首先要把十进制数转换成二-十进制码,即BCD码,运算器将接受到的二-十进制码转换成二进制数后才能进行运算。
这种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。
1.2 系统结构要求十翻二运算电路的结构要求如图(1)所示,其中十进制数输入采用并行BCD 码输入,由七段译码器转换成十进制数显示,同时经由四位超前进位并行加法器组成的电路转换成二进制数,用发光二极管显示。
系统复位转换启动十进制数输入图(1)1.3 电气指标1 具有十翻二功能。
2 实现三位十进制数到二进制数的转换。
3 能自动显示十进制数及对应的二进制数。
4 具有手动清零和手动转换功能。
5 十进制数输入采用并行输入。
(选做)十进制数输入采用串行输入。
1.4 设计条件电源条件:+5V,-5V•可供选择器件如下:•型号名称及功能数量•74283 四位超前进位并行加法器 3•4511 七段译码器3••7432 2四输入端或门 1•共阴极数码管 3•74174 复位六D触发器 2•拨码开关 2•100Ω电阻13•LED 发光二极管10• 1k 排阻 2导线若干第二章 整体方案设计2.1 整体方案事先对十进制数进行BCD 码置数,把置好的数存入锁存器中,触发启动后,经由锁存器分两路转发,一路转发给由七段译码器组成的静态显示电路,显示输入的十进制数;另一路转发给由四位超前进位加法器组成的十进制转换二进制数的电路,进行二进制显示。
目录前述……………………………………………错误!未定义书签。
第1章技术指标 (4)1.1 系统功能要求 (4)1.2 系统结构要求 (4)1.3 电气指标 (4)1.4 设计条件 (5)第2章整体设计方案 (6)2.1 算法设计 (6)2.2 整体方案 (8)2.3 整体方框图及原理 (8)第3章单元电路设计…………………….….…错误!未定义书签。
3.1 数码管显示电路设计 (9)3.2 BCD运算电路设计 (9)3.3 输入电路设计 (10)3.4 整体电路图 (11)3.5 整体原件清单 (12)第4章测试与调整………………………….…错误!未定义书签。
4.1 数码管显示电路调测 (13)4.2 BCD运算电路调测 (13)4.3 输入电路调试 (13)4.4 整体指标测试 (13)第5章设计小结 (14)5.1 设计任务完成情况 (14)5.2 问题及改进 (14)5.3 心得体会 (15)参考文献 (16)前述人们在向计算机输送数据时,首先把十进制数变成二—十进制数码即BCD 码,运算器在接受到二一十进制数码后,必须要将它转换成二进制数才能参加运算。
这种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。
本报告主要介绍十翻二电路的设计思路,实现方法与调试过程。
包括系统设计,方案比较,系统框图,单元模块分析与设计,完整电路图,电路工作原理,运行说明,调试方法与技巧,故障分析与解决方法,以及对电路的改进等。
第1章技术指标1.1 系统功能要求人们在向计算机输送数据时,计算机首先把十进制数变成二—十进制数,码即BCD 码,运算器在接收到的二一十进制数码转换成二进制数才能参加运算。
这种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。
1.2 系统结构要求系统结构如下面方框图所示1.3 电气指标1.具有十翻二功能。
2.能完成三位数十进制数到二进制数的转换。
3.能自动显示十进制数及二进制数。
4.具有手动和自动清零功能。
知识点:(强调书后题目是参考,但不是考题,以搞懂为主)第一章1、2进制,8进制,10进制,16进制和8421BCD码转换2、余3码和循环码的定义第二章1、与或非的定义2、代数法化简和卡诺图化简书后题2.11,2.12第四章1、组合逻辑电路定义和时序逻辑电路区别2、中规模逻辑电路(译码器、数据选择器,全加器)功能3、对74151,74153实现逻辑函数4、竞争和冒险书后题:4.15,4.22第五章1、DFF,JK,SR,TFF触发器的次态方程以及直接的相互转换2、学会画波形图书后题:5.12,5.21第六章1、74161功能,对应电路学会画状态转移表(图)、分析自启动性以及电路功能2、n进制计数器的工作范围3、化简原始状态转移表4、学会对74161和74151的组合产生的序列码发生器5、74194产生序列码信号课后题:6.3,6.17, 6.40,6.42,第七章1、A/D转换的步骤,其中采样频率的计算2、D/A转换的T型电路,以及根据数字值学会求输出电压3、A/D转换时,如何已知模拟电压来求数字值,两种方法:舍尾法和四舍五入法课后题:8.3,8.5第九章1、ROM的组成已及应用实现逻辑函数2、RAM的组成,已知RAM的容量,学会求地址线的位数,数据线的位数已经对应的扩展3、PROM,EPROM,ROM ,RAM的区别课后题:9.3,9.7,9.8第十章1、PLA,PROM,PAL,GAL定义,区别2、PLD的分类,FPGA属于哪一类3、GAL16V8表示什么?课后题:10.1,10.2,10.8。
南邮数电习题答案南京邮电大学(简称南邮)是一所以信息与通信工程为主的综合性大学,数电(数字电子技术)作为该校电子信息类专业的一门重要课程,对于培养学生的工程实践能力和创新能力具有重要意义。
然而,由于数电的理论性较强,许多同学在学习过程中常常遇到一些难题。
为了帮助同学们更好地掌握数电知识,本文将提供一些数电习题的答案,并对其中的一些重点难点进行解析。
一、逻辑电路设计题1. 设计一个3位二进制加法器,要求使用最少的门电路。
答案:使用两个半加器和一个或门即可实现。
首先,使用一个半加器来实现低位的二进制加法,然后使用第二个半加器将进位连接到高位的二进制加法中。
最后,使用一个或门将两个半加器的和输出,即可得到3位二进制加法器。
二、时序电路设计题1. 设计一个2位计数器,要求从00开始,每次加1,直到11,然后重新从00开始。
答案:可以使用两个JK触发器来实现。
首先,将两个JK触发器连接成一个2位二进制计数器,然后将其输出连接到一个与门上。
当计数器输出为11时,与门输出为1,将其连接到JK触发器的清零端,即可实现计数器的循环。
三、存储器设计题1. 设计一个4位寄存器,要求能够存储任意一个4位二进制数,并能够对其进行读写操作。
答案:可以使用4个D触发器来实现。
首先,将四个D触发器连接成一个4位寄存器,然后将输入数据连接到D触发器的数据输入端,使其能够存储输入数据。
同时,将寄存器的输出连接到一个4位选择器上,通过选择器的控制信号,可以选择读取寄存器中的任意一个二进制数。
四、数字信号处理题1. 设计一个4位二进制加法器,要求使用补码表示,并能够处理溢出情况。
答案:可以使用4个全加器来实现。
首先,将四个全加器连接成一个4位二进制加法器,然后将两个加数和一个进位输入连接到全加器的输入端,使其能够进行二进制加法运算。
同时,将四个全加器的进位输出连接到一个溢出检测电路上,通过检测溢出信号,可以判断是否发生溢出。
通过以上习题的解答,我们可以看到数电课程中的一些重要知识点和设计方法。
南邮十翻二运算电路目录一、内容摘要----------------------------------------------------2二、技术指标----------------------------------------------------3三、主要元器件--------------------------------------------------------------------------41.排阻--------------------------------------------------------------------------------42.发光二极管-----------------------------------------------------------------------43.数码管-----------------------------------------------------------------------------54.74283------------------------------------------------------------------------------65.4511译码驱动器-----------------------------------------------------------------76.74174------------------------------------------------------------------------------87.八位拨码开关--------------------------------------------------------------------8四、方案设计----------------------------------------------------9五、完整电路及简要说明------------------------------------20六、安装与调试------------------------------------------------211.使用的主要仪器仪表-----------------------------------------------------------21 2.调试电路的方法和技巧---------------------------------------------------------213.测试数据---------------------------------------------------------------------------224.调试中出现的故障、原因及排除方法---------------------------------------225.正确执行结果---------------------------------------------------------------------22七、电路特点及方案优缺点---------------------------------24八、元件清单---------------------------------------------------24九、心得体会---------------------------------------------------25十、参考文献---------------------------------------------------25十一、附录------------------------------------------------------26十翻二运算电路设计一、内容摘要关键字:十翻二运算、全加器、BCD码人们在向计算机输送数据时,首先把十进制数变成二—十进制数码即BCD 码,运算器在接受到二一十进制数码后,必须要将它转换成二进制数才能参加运算。
南邮十翻二运算电路目录一、内容摘要----------------------------------------------------2二、技术指标----------------------------------------------------3三、主要元器件--------------------------------------------------------------------------41.排阻--------------------------------------------------------------------------------42.发光二极管-----------------------------------------------------------------------43.数码管-----------------------------------------------------------------------------54.74283------------------------------------------------------------------------------65.4511译码驱动器-----------------------------------------------------------------76.74174------------------------------------------------------------------------------87.八位拨码开关--------------------------------------------------------------------8四、方案设计----------------------------------------------------9五、完整电路及简要说明------------------------------------20六、安装与调试------------------------------------------------211.使用的主要仪器仪表-----------------------------------------------------------21 2.调试电路的方法和技巧---------------------------------------------------------213.测试数据---------------------------------------------------------------------------224.调试中出现的故障、原因及排除方法---------------------------------------225.正确执行结果---------------------------------------------------------------------22七、电路特点及方案优缺点---------------------------------24八、元件清单---------------------------------------------------24九、心得体会---------------------------------------------------25十、参考文献---------------------------------------------------25十一、附录------------------------------------------------------26十翻二运算电路设计一、内容摘要关键字:十翻二运算、全加器、BCD码人们在向计算机输送数据时,首先把十进制数变成二—十进制数码即BCD 码,运算器在接受到二一十进制数码后,必须要将它转换成二进制数才能参加运算。
这种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。
Transfer data to the computer people, the computer should first turn into the binary - decimal do that BCD, computing devices will receive the binary - only after decimal operation, which convert to binary number is called the "decimal turn binary" operation.本报告主要介绍十翻二电路的设计思路,实现方法与调试过程。
包括系统设计,方案比较,系统框图,单元模块分析与设计,完整电路图,电路工作原理,运行说明,调试方法与技巧,故障分析与解决方法,以及对电路的改进等。
This report mainly introduces decimal turn to binary circuit design,implementation method and debugging process. Include system design, program comparison, the system frame, unit module analysis design, complete circuit diagram, circuit principle, operation instructions, debugging method and skill, failureanalysis and solving methods and circuit improvement, etc二、技术指标● 系统结构要求系统结构方框图如图2-1所示。
图2-1● 电气指标1.具有十翻二功能。
2.能完成三位数十进制数到二进制数的转换。
3.能自动显示十进制数及二进制数。
4.具有手动和自动清零功能。
● 设计条件1.电源条件:直流稳压电源提供+5V 电压。
2.实验仪器和材料:十翻二运算电路 二进制十进制三、主要元器件1、排阻排阻,就是若干个参数完全相同的电阻,它们的一个引脚都连到一起,作为公共引脚,其余引脚正常引出。
所以如果一个排阻是由n个电阻构成的,那么它就有n+1只引脚,一般来说,最左边的那个是公共引脚。
它在排阻上一般用一个色点标出来。
2、发光二极管发光二极管,就是在半导体p-n结或与其类似结构上通以正向电流时,能发射可见或非可见辐射的半导体发光器件。
注意发光二极管是一种电流型器件,虽然它的两端直接接上3V的电压后能够发光,但容易损坏,在实际使用中一定要串接限流电阻,工作电流根据型号不同一般为1mA到3OmA。
另外,由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上,所以一节1.5V 的电池不能点亮发光二极管。
同样,一般万用表的R×1档到R×1K档均不能测试发光二极管,而R×10K档由于使用15V的电池,能把有的发光管点亮。
用眼睛来观察发光二极管,可以发现内部的两个电极一大一小。
一般来说,电极较小、个头较矮的一个是发光二极管的正极,电极较大的一个是它的负极。
若是新买来的发光管,管脚较长的一个是正极。
3、数码管以 A3A2A1A0 表示显示译码器输入的 BCD 代码,以Ya—Yg 表示出的 7 位二进制代码,并规定用 1 表示数码管中线的点亮状态,用0表示线段的熄灭状态。
(1)七段显示译码器的真值表输 入 输 出数字 A 3 A 2 A 1 A 0Y a Y b Y c Y d Y e Y f 字形 Y g 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 6 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 11 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 11 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 11 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 11 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 11 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 11 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 4、74283四位超前进位并行加法器管脚排列图所谓超前进位加法器是指,为了提高运算速度,在电路结构中通过逻辑电路事先得出每一位全加器的进位输入信号,而无需再从最低位开始向高位逐位传递进位信号的多位加法器。
(1)全加器——实现一位二进制数加法输入:被加数Ai、加数Bi、低位的进位Ci-1输出:和Si、向高位的进位CiSi=Ai⊕Bi⊕Ci-1Ci =AiBi+(Ai⊕Bi)Ci-1(2)超前进位:各位的进位输出不经过低位加法器传输,直接由所有低位的加数、被加数产生。
Ci =AiBi+(Ai⊕Bi)Ci-1=Gi+PiCi-1产生变量:Gi =AiBi 传输变量:Pi =Ai⊕BiC1 = G1 +P1C 0C2 =G2+P2G1 +P2P1 C0C3 = G3+P3G2+P3P2G1 +P3P2P1C0C4 = G4+P4G3+P4P3G2 +P4P3P2G1 +P4P3P2 P1 C 0各进位信号同时产生,运算速度快,但电路复杂。
5、4511译码驱动器4511是一个用于驱动共阴极LED (数码管)显示器的BCD 码—七段码译码器,特点如下:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
6、74174双列16脚,六上升沿D触发器(有公共清除端,Q端出),双极型低功耗肖基特TTL,电源电压=5V。
7、八位拨码开关八位拨码开关,每一个部分多是一个独立的开关电路,开路拨向ON的一方,开关导通,否则就是断开。
在此电路中拨码开关的作用则是输入BCD码。
四、方案设计用加法器实现BCD码至二进制数的转换基于这样的事实:将BCD码字中各个为“1”的位所代表的权值的等值二进制数相加,即可获得该BCD码的等值二进制数。
例如:十进制数55,BCD码为1010101,其中为“1”的位从高到低的权值依次为40、10、4、1.40 --------100000010 --------00100004 --------0000100+ 1 --------0000001-------------------------------------55---------1010101实际进行加法运算时,最低位不必进行。