哈工大电工自主设计实验

电工自主设计实验姓名xx班级xxxxxxx学号xxxxxxxxxx实验日期xxxxxx节次xxxx3以内乘法计算器实验目的体会电路设计的全过程；掌握仿真调试的技术；增强电路实验的操作技巧；进一步理解运用各种集成芯片；设计并用元器件搭建一个乘法器。总体设计方案或技术路线设计目标通过2×2个开关输入两个2进制数据，通过数字电路计算出结果，并用LED显示器显示。二进制乘法原理以1012101×110可以看出，实际上乘法的结果就是被乘数左移不同位，再求和。电路思路向两个存放器中输入被乘数；被乘数在乘数的进位信号调整下分别得出不同项；通过加法器求和，得到结果；输入接到显示器上。实验电路图总体电路图概览图1总电路控制进位电路图2控制进位电路原理：上图中74LS11的输出端为进位信号，通过B1输入的二进制乘数，获得相应的进位信号,计数器负责控制输入脉冲的个数。例如：最开始计数器被清零，反应到74LS11的电平为“1〞，当B1开关闭合，74LS11输出脉冲，同时计数器开始计数，当第五个脉冲通过时，反应给74LS11的信号为“0〞，将阻断后续脉冲的输入。通过这种方式就可以获得任意个数的脉冲。被乘数预存与进位电路图3被乘数预存与进位电路原理：清零开关给74LS194的1端口一个“0〞信号，可实现对存放器的清零；在输入预置数准备好的情况下，9、10端口置“1〞，给11端口一个脉冲信号，预置数成功；将10端口置“0〞，此时存放器处于右移状态，再给11端口相应个数脉冲信号，进位也就完成；值得注意的就是，存放器有两个不同的脉冲输入，应将两个信号用或门连起来，再接到11端口。加法电路与显示电路图4加法与显示电路原理： 此局部及正常连接加法器与显示器导线即可。附加电路图5附加电路作用： 当乘数某一位为零时，阻断相应的该项被乘数的输入。例如：101×110乘数的最低位是零，该项的相加时也应为零，但存放器的输出仍是“101〞，如将存放器的输出与乘数的相应位用与门连接，即可仪器设备名称、型号74LS194274LS83174LS90174LS11374LS32174LS001函数信号发生器 1LED显示器 1导线 假设干理论分析或仿真分析结果该电路能正常的计算出3以内的乘法，0×00×10×20×3详细实验步骤及实验结果数据记录实验步骤将开关至上而下一次编号为1、2……8，STEP1：1、7、8置“0〞，给2一个低电平，清零；STEP2：将2、3、4置“1〞，从5、6输入被乘数；STEP3：将4置零，再从7、8输入乘数，此时显示器的示数就是结果。实验结果实验结果与仿真接过完全一致实验结论本电路能够顺利实现3以内的乘法，如果欲实现更大数之间的乘法计算，需将存放器的位数扩充，进位信号处计数器的反应调整到相应接线口即可。实验中出现的问题及解决对策问题1：连接好电路，居然不能向存放器里预置数。对策：用万用表一条一条导线检查，看是否在我设计的工作状态，最后发现存放器11端口附近的导线开路，更换导线之后，成功预置数。问题2：发现无论输入乘数怎么变化，最后结果都是8。对策：检查线路连接是否错误，无误；挨个点测量电压，发现高位的存放器经脉冲进位信号后，输出一直是“8〞，疑心是产生进位信号的模块出现问题，单独检查此模块，也未发现错误；实验一度陷入停滞，后来在再次确认线路后，竟然实验成功了。不解，疑心是导线接触不良引起的。本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议收获和体会第一次设计电子电路，设计过程中遇到很多平时没有见到的问题，迫使自己主动去查资料，了解了很多芯片的功能，而且学会了使用Multism。设计的电路比以往复杂，易出错，提