简易加减计算器设计

1、电子课程设计题 目：简易加减计算器设计专 业：电子信息工程姓 名：学 号：指导教师：电气与信息工程学院2013年6月28日成绩评定指导教师评语:成绩等级：指导教师签字:目录一、设计的任务及要求 21.1、 设计题目1.2、 设计任务和要求二、 原理电路设计 22.1、 方案比较2.2、 单元电路设计2.3、 元件选择2.4、 整体电路2.5、 电路工作原理三、实验及仿真84、 电路对比分析 95、 设计总结 105.1、 设计过程中遇到的问题及解决方法5.2、 设计体会5.3、 对设计的建议6、 参考文献 1110、设计的任务和要求1.1、 设计题目：简易加减计算器1.2、 技术指标与要求：1

2、.2.1、 自选器件制作一个简易计算器实现二位以下十进制数的加减计算；1.2.2、 进一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识；1.2.3、 熟悉几种常见的二一一十进制编码器芯片、加法器芯片和七段字符型LED显芯片，掌握其工作原理及其使用方法，并能够熟练的将其组合连接 使其构成简单的加减计算器；1.2.4、 以合适的方式显示输入的数据及计算结果；1.2.5、 发现问题，分析问题，科学的解决问题，培养认真严谨的工作作风和 实事求是的工作态度。、原理电路设计2.1、 方案比较方案一：原理电路图如下:图（1）方案一原理电路图方案二：原理电路图如下：图（2）方案二原理电路图2.2、 单元电路设计2.2.

3、1 、输入电路的设计我们通过高低电平的高低位继而代替 1和0来输入要计算的十进制数字每位十进制数用四位二进制代码表示，并通过七段LE躁码转化为可操作的十进制来说明操作的方便性。图（3）图（3）输入电路2.2.2 、算法优化电路的设计加减运算电路主要由采用74LS283（四位全加器）和进位信号门电路组成。因此，这个算法的优化电路的设计主要是为了减法而设计，因为 74LS283 主要是加法，所以在进行减法运算时要进行码制的转换，既把减法运算电路 转换成加法运算电路。当要减去一个二进制数的时候，可以转化成加上这个 二进制的补码即可，而将译码器送过来的被减数的二进制代码与一做或运算 再将进位信号加1即

4、可得到补码了，从而为下面的加法加法的电路做好准 备。图（4）U714I10：x>12147A4SUM4A3SUM3A2SUM2A1SUM1B4B3B2B1C0C41013141674LS283D图（4）算法优化电路2.2.3 、加法运算电路：如图（5）图（5）加法运算电路通过高低电平给A、B分别制数，当控制信号为低电平时，B与控制信号异 或还是B,得出的2果就是A与B的和。2.2.4 减法运算电路如下图：图（6）减法运算电路首先通过高低电平给A、B制数，当控制信号为高电平时（0）时，0与B。 的异或为-B,此时得出的结果为A与B的差。2.2.5 、译码显示器的设计译码显示电路的实现是采用

5、74HC4511BCD驱动器，驱动共阴极LEDR 码管。74HC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管之间用入限流 电阻既可工作。译码器还有拒绝伪码的功能，当输入超过1001时，输出全为00A°、Ai、A、A为BCD5输入端；a、b、c、d、e、f、g为译码输出端，输出1有效，用来驱动共阴极LED数码管；LT为测试/入端，LT =0时， 译码输出全为1; BI'为消隐输入端，BI' =0时，译码输出全为0,数码管 熄灭；LE'为锁定端，LE=1时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保 持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。图（7）16进 2猫为51

6、LT VDa 第 bc ”4511 d A 2f4 3gLE喂131211915LED Zl-)匚I =2 口图（7）译码显示器2.3、 元件选择74LS283D、异或门（减法）、7段译码驱动器74HC45112.4、 、整体电路如下图（8）图（8）整体电路2.5、 、电路工作原理。通过编码器给A, B两个数编码，编程四位二进制码，然后再通过异或门让 A 和B相加和想减，当异或门控制信号为 0时是加法运算，当异或门为1时是减 法运算。通过把输入电路，加减运算电路和显示电路整合到一起就得到了如下图所示 的整体的电路图。三、实验及仿真如图（9）图（9）减法的仿真图加法的仿真图和减法的仿真图基本一样

7、，只是控制信号由低电平变为高电平，其它不变，这里仅给出减法的仿真图。四、电路对比分析由方案一与方案二的设计方法可知， 方案一的方法不太合适，没有方案二的方法方 便可行，我认为，方案二比较好。下图（10）图（10）整体电路此电路通过控制信号控制短来控制电路的加法或者是减法，当控制信号（电平开关）为 0 时，此电路是加法运算，当控制信号为 1 时，此电路为减法。计算时比较方便可行。五、设计总结5.1 、设计过程中遇到的问题及解决方法当我看到自己抽中的题目（简易加减计算器设计）时，心里感觉很简单，但到自己做时却感到很为难，不知道如何下手，不知道如何整合电路，更不知道如何开始设计，头脑里想了很多的集成

8、芯片和加减的电路（课本中） ，发现却用不上，因此，我们毫无头绪，所为我们就把所遇到的问题都整合下来，然后再和搭档（或者其他同学）一起讨论，吸取他们的建议，将我们的想法连接起来，将所有的问题各个击破，最终完成了这次的课程设计。5.2 、设计体会通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计的过程中，经常会遇到这样那样的问题，就是心里老想着这样能行的通，但实际接上电路后却总是实现不了，主要是我们的实践经历太少。本次的课程设计还算可以，对我来说最大的收获就是让我认识到了书本知识与实践的差距，让我明白，只学好书本知识还是不行的，重要的是在理论的基础上要有实践的经验，5.3 、对设计的建议在设计实验的基础上，要掌握设计的原理，能够发现问题，科学地