eda課程設(shè)計---十進制加法計數(shù)器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　題目： 十進制加法計數(shù)器 </p><p>　　學院（系）： 電氣工程學院 </p><p>　　年級專業(yè)： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名：

2、 </p><p>　　**課程設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、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 十進制加法器設(shè)計說明……………………………………………………………5 </p><p>　　2.1 設(shè)計思路…………………………………

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 …………………………………………………………………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（二進制轉(zhuǎn)換為BCD碼）……………………………………………………13</p><p>　　3.6 動態(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 ………………

8、……………………………………………………………………23</p><p>　　**評審意見表 ………………………………………………………………………24</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　十進制加法器可由BCD碼(二－十進制碼)來設(shè)計,它可以在二進制加法器的基礎(chǔ)上加上適當?shù)摹靶Ｕ边壿媮韺崿F(xiàn),該校正邏輯可將二

9、進制的“和”改變成所要求的十進制格式。n位BCD碼行波式進位加法器由n級組成,每一級將一對4位的BCD數(shù)字相加,并通過一位進位線與其相鄰級連接。在十進制運算時,當相加二數(shù)之和大于9時,便產(chǎn)生進位。用BCD碼完成十進制數(shù)運算時,當和數(shù)大于9時,必須對和數(shù)進行加6修正，由加法器和比較器完成功能的實現(xiàn)。加法器的加數(shù)和被加數(shù)若大9則蜂鳴器警報5秒，數(shù)碼管顯示為0，由比較器和計數(shù)器控制。動態(tài)數(shù)碼管由計數(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：十進制加法器、動態(tài)數(shù)碼管顯示、蜂鳴器警報</p><p>　　第二章 十進制加法器設(shè)計說明</p><p><b>　　2.1 設(shè)計思路</b></p><p>　　根據(jù)項目要求設(shè)計的十進制加法器有兩個輸入，及加數(shù)和被加數(shù)，分別是用四個撥碼開關(guān)表示的四位二進制數(shù)，即輸入的范圍為0到15；有一個輸

11、出，即兩個加數(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，則蜂鳴器報警5秒鐘，且顯示為0.</p><p>　　根據(jù)要求，設(shè)計加數(shù)和被加數(shù)的合法范圍為0到9，故當輸入的加數(shù)大于9的時候需要將其統(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>　　處理過的加數(shù)、被加數(shù)分別接入74283四位超前進位加法器的各個引腳，相加后的四位輸出結(jié)果SUM1-SUM4連同進位輸出cout，是一個五位的二進制數(shù)，cout是其高位。輸出的五位二進制數(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74283四位超前進位加法器即可實現(xiàn)從五位二進制數(shù)到五位BCD碼的轉(zhuǎn)換。</p><p>

13、　　加數(shù)、被加數(shù)和運算結(jié)果，通過由十進制加法計數(shù)器74160接成的4進制加法計數(shù)器的循環(huán)與兩片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74153的控制，分時輸出數(shù)值，經(jīng)過BCD七段譯碼器7448譯碼即可接入動態(tài)數(shù)碼管進行顯示，動態(tài)數(shù)碼管的片選也由同一四進制加法計數(shù)器控制，實現(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7485和9做比較，如果加數(shù)小于等于9，即從或門輸出一個高電平1和輸入加數(shù)的各個位相與，即輸入各位不變；如果加數(shù)大于9，即從或門輸出一個低電平0和輸入加數(shù)的各個位想與，相與后各位都為0，即實現(xiàn)了當輸入加數(shù)、被加數(shù)大于9時統(tǒng)一按作0處理。</p><p>　　2、蜂鳴器部分：

15、利用十進制加法器74160進行計時，若設(shè)置時鐘脈沖信號周期為一秒，則循環(huán)0000、0001、0010、0011、1000五個狀態(tài)，在1001暫態(tài)停止，及實現(xiàn)了5秒定時功能。定時器輸入部分由兩7458 AGBO引線加或門控制ENT/ENP使能端何時工作。輸出部分通過一定邏輯門電路控制輸出端口，從而控制蜂鳴器工作與否。</p><p>　　3、加法器部分：將得到兩個處理后的數(shù)的各位依次接入74283的各個引腳，就可以

16、在74283的輸出端得到相加后的結(jié)果，其中SUM1-SUM4連同進位信號cout共同構(gòu)成一個五位二進制數(shù)， cout是高位。</p><p>　　4、B-BCD（二進制轉(zhuǎn)換為BCD碼）：我們通過一片7485和一片74283來實現(xiàn)這個功能。觀察二進制轉(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)的最低位進行輸出。當結(jié)果不大于9時（對于前四位是不大

17、于4時），前四位是完全相等的；大于9時，對前四位來說，二進制數(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7485的各個引腳，將其與4做比較，當其小于等于4時，或門輸出一個低電平信號0輸入74283的B1、B2位，和二進制結(jié)果的前四位相加（即加上0000B），結(jié)果不

18、變；當其大于4時，或門輸出一個高電平信號1輸入74283的B1、B2位，和二進制結(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、動態(tài)數(shù)碼管部分：通過一片十進制加法器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的作用是對數(shù)據(jù)選擇器和動態(tài)數(shù)碼管進行選擇，74160輸出端QA、QB加與非門連接到LDN端，完成四進制循環(huán)，QA、QB

19、、QC分別連接動態(tài)數(shù)碼管的片選端SS0、SS1、SS2，進行片選。74153片選信號由74160輸出端QA、QB控制，對應(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對應(yīng)連接8個共陰數(shù)

20、碼管的并行段位引線輸入信號端，完成動態(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>　?。?）、四位二進制加法真值表</p><p>　?。?）、各芯片真值表</p><p>　　①BCD七段譯碼器7448真值

21、表</p><p>　　②四位數(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>　?、苁M制加法計數(shù)器74160真值表</p><p>　?、菟奈怀斑M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</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（二進制轉(zhuǎn)換為BCD碼）</p><p>　　3.6、動態(tài)數(shù)碼管部分</p><p>　　譯碼器7448輸出端a、b、c、d、e、f、g對應(yīng)連接8個共陰數(shù)碼管的并行段位引線輸入信號端，完成動態(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（十進制數(shù)為9），被加數(shù)為1000B（十進制數(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時顯示加數(shù)9,001時顯示被加數(shù)8,010時顯示結(jié)果高位1,011時顯示結(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。</p><p&g

25、t;<b>　　4.2、7+2=9</b></p><p>　　分析：加數(shù)A為0111B（十進制數(shù)為7），被加數(shù)為0010B（十進制數(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時顯示加數(shù)7,001時顯示被加數(shù)2,010時顯示結(jié)果高位0,011時顯示結(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。</

26、p><p><b>　　4.3、8+0=8</b></p><p>　　分析：加數(shù)A為1000B（十進制數(shù)為8），被加數(shù)為0000B（十進制數(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時顯示加數(shù)8,001時顯示被加數(shù)0,010時顯示結(jié)果高位0,011時顯示結(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。</p><p>　　4.4、7+12=7</p><p>　　分析：加數(shù)A為0111B（十進制數(shù)為7），被加數(shù)為1100B（十進制數(shù)為12）。相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為7,因為1100B為大于9非法數(shù)字，計算時記為0。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時顯示加數(shù)7,001時顯示被加數(shù)0,010時顯示結(jié)果高位0,011時顯示結(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），所以蜂鳴器五個周期為高電平，每周期一秒，發(fā)生五秒警報。</p><p><b>　　4.5、0+4=4</b></p><p>　　分析：加數(shù)A為0000B（十進制數(shù)為0），被加數(shù)為0100B（十進制數(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時顯示加數(shù)0,001時顯示被加數(shù)4,010時顯示結(jié)果高位0,011時顯示結(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。</p><p>　　4.6、8+12=8</p><p>　　分析：加數(shù)A為1000B（十進制數(shù)為8），被加數(shù)為1100B（十進制數(shù)為12），相加結(jié)果數(shù)碼管顯示為8,因為1100B為大于9非法數(shù)字，計算時記為0。其中，l3 l2 l1表示數(shù)碼管片選：000時顯示加數(shù),8,001時顯示被加數(shù)0,

30、010時顯示結(jié)果高位0,011時顯示結(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，第二次警報正常，可重啟動。</p><p>　　4.7、8+8=16</p><p>　　分析：加數(shù)A為1000B（十進制數(shù)為8），被加數(shù)為1000B（十進制數(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時顯示加數(shù)8,001時

31、顯示被加數(shù)8,010時顯示結(jié)果高位1,011時顯示結(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。</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，是我第一次深入接觸電路設(shè)計和工程設(shè)計的內(nèi)容。作為一個測控專業(yè)的學生，我在過去的兩年半中學習了專業(yè)的各方面知識，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)，將我們學過的各方面電學知識和現(xiàn)代電路設(shè)計方法結(jié)合起來，應(yīng)用計算機軟件進行課題項目設(shè)計，不單夯實了我們的理論知識和對數(shù)字電路的理解，更極大的鍛煉了我們實際動腦、動手能力。<

33、;/p><p>　　我的設(shè)計題目是十進制加法計數(shù)器，通過撥碼開關(guān)輸入兩個十以內(nèi)的數(shù)（大于9的時候按0處理），將輸入的數(shù)通過動態(tài)數(shù)碼管顯示，相加后的結(jié)果也通過兩個動態(tài)數(shù)碼管顯示出來。在輸入非法數(shù)字時，蜂鳴器發(fā)生五秒警報。該設(shè)計具有實際意義，它包含了從教材上截取的精華，比如比較器與9比較，四位二進制全進位加法器實現(xiàn)兩位數(shù)加法計算，二進制數(shù)字向BCD碼的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　在這一周的設(shè)計過程

34、中，我遇到了很多的問題，比如，蜂鳴器的定時，要求五秒警報，能在啟動；比如，動態(tài)數(shù)碼管的顯示過程。本設(shè)計題目并沒有我最初想象的那么簡單，在一步步的設(shè)計進程中，我遇到了問題，學會了自己解決問題，收獲頗多。很多問題在課本教材的學習過程中沒遇到過，實際的動手設(shè)計很重要，可以鍛煉的更多，收獲的更多。</p><p>　　通過一周課程設(shè)計，我受益良多。在老師的指導下，我學會了軟件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)計的過程，接觸了工程設(shè)計的概念。在這一周的時間里，我獨立進行思考，設(shè)計電路，調(diào)試波形……這次課設(shè)讓我在實際中真正地運用了在課本中學到的東西，既加深理論知識的理解，又鍛煉了自己的動手能力，感謝老師一周的耐心講解和幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》. 閻石主編.高等教