南邮十翻二运算电路.doc

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1、|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

2、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

3、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 c

4、omparison, the system frame, unit module analysis design, complete circuit diagram, circuit principle, operation instructions, debugging method and skill, failure analysis 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

5、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：名 称 备 注仪器 实验室配备万用表 一个面包板 1 块剪刀 一把镊子 一把各色导线 若干十翻二运算电路二进制数显示十进制数显示|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

6、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17V以上，所以一节 15V 的电池不能点亮发光二极管。同样，一般万用表的R1档到R 1K档均不能测试发光二极管，而R10K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

7、 表示显示译码器输入的 BCD 代码， 以 YaYg 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 A3 A2 A1 A0 Ya Yb Yc Yd Ye Yf 字形Yg0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 01 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 02 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 13 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 14 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 15 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 16 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1

8、 17 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 08 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 19 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 110 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 111 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 112 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 113 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 114 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 115 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 04、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

9、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=AiBi Ci-1Ci =AiBi+(AiBi)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+(AiBi)Ci-1=Gi+PiCi-1产生变量： Gi =AiBi 传输变量： Pi =AiBiC1 = G1 +P1C 0 C2 =G2+P2G1 +P2P1 C0 C3 = G3+P3G2+P3P2G1 +P3P2P1C0 C4 = G4+P4G3+P4P3G2 +P4P3P2

10、G1 +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。|

11、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 -1000000 10 -0010000 4 -0000100+ 1 -0000001 -55-1010101 实际进行加法运算时，最低位不必进行。最低位可以直接以BCD码字的最低二进制输出。至于最低位以外的各个二进制位，也只需要将相同位置的“1”及相邻低位来的进位相加（次低位无最低位来的进位） ，而对于“0”则不必去将其相加。相同位置的“1”的个数越少，所需要的加法次数也就越少，需要的加法器越少，实现的电路也越简单、经济。|一片74283加法器构成的BCD码/6位二进制数变换电路：b0=D00b1=D01+D10b2=D02+D11+C1 b3=D03+D10+C2b4=D11+C3b5=C4