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1、一.技术要求1.四位二进制加数与被加数输入2.二位显示二.摘要本设计通过逻辑开关将A3,A2,A1,A0 和 B3,B2,B1,B0 信号作为加数和被加数输入到超前进位加法器74LS283 中进行四位二进制相加，将输出信号 S4,S3,S2,S1和向高位的进位C1 输入一个译码器译码。再将输出信号X4,X3,X2,X1和Y4,Y3,Y2,Y1 分别输入一个 74LS247 型的七段显示译码器译码，最后分别接一个 BS204 数码管进行二位显示。关键字：74LS283 74LS247 BS204 三.总体设计方案的论证及选择1.加法器的选取加法器有两种，分别是串行进位加法器和超前进位加法器。串行
2、进位加法器由全加器级联构成，高位的运算必须等到低位加法完成送来进位时才能进行。它虽然电路简单，但运算速度较慢，而且位数越多，速度就越慢。T692 型集成全加器就是这种四位串行加法器。超前进位加法器由逻辑电路根据输入信号同时形成各位向高位的进位。使各位的进位直接由加数和被加数来决定，而不需依赖低位进位，这就省去了进位信号逐级传送所用的时间，所以这种加法器能够快速进位。因为它的这个优点我们选取超前进位加法器。超前进位加法器的型号有多种，由于我们是非电专业，对电子器件的选取要求不高，为使设计简单所以选 74LS283 型加法器。2.译码器的选取名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页
3、，共 9 页 -译码器的功能是将二进制代码（输入）按其编码时的原意翻译成对应的信号或十进制数码(输出)。译码器是组合逻辑电路的一个重要器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。译码器的种类很多，但它们的工作原理和分析设计方法大同小异，其中二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器是三种最典型，使用十分广泛的译码电路。在显示译码器的选择上有七段译码器和八段译码器。此处选用七段译码器，可供选择的译码器有74LS247,74LS47,74LS248,74LS48四种种选法，74LS247,74LS47的引脚排列分别与 74LS248,74LS48的引脚排列一模一样，两组的功能也差不多。但74LS24
4、7，74LS47 控制共阳极数码管，74LS248，74LS48 控制共阴极数码管。最终选取 74LS247 译码器。3.数码管的选取数码管的显示方式一般有三种：字型重叠式，分段式和点阵式。目前以分段式应用最为普遍，分段式数码管可分为七段显示数码管和八段显示数码管，八段显示数码管比七段显示数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为 1 位、2 位、4 位等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上）和共阴极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上，使用时公共点接地）。此处选七段发光二极管（LED）显示器，LED数码管要
5、显示 BCD 码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要有译码功能，还要有相当的驱动能力。上述选取的74LS247 译码器，为了与该译码器配用，因此选取BS204 数码管。四.设计方案的原理框图，总体电路图，接线图及说明名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -总体原理图总体接线图加法器译码器译 码器译 码器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -五.单元电路设计，主要元器件选择与电路参数计算1.逻辑开关本设计中共用到8 个逻辑开关，图示四个逻辑开关用来控制加数A3，A2，A1，A0 的输入，同理，被加数的输入也如
6、下图所示用到四个逻辑开关。不再作图说明2.加法器设计74LS283 型加法器设有两组数据输入端A3,A2,A1,A0，B3,B2,B1。将信号求和后，求和信号分别由 S4,S3,S2,S1 及 C1 输出。图中输入端 A3,A2,A1,A0和 B3,B2,B1,B0 分别接一个逻辑开关。74LS283 型加法器是由超前进位电路构成的快速进位的4 位全加器电路，可实现两个四位二进制数的全加。其集成芯片引脚图如上图所示。这种加法器通过逻辑电路根据输入信号同时形成各位向高位的进位。使各位的进位直接由加数和被加数来决定，而不需依赖低位进位，这就省去了进位信号逐级传 送 所 用 的 时 间，所 以 这
7、种 加 法 器 能 够 快 速 进 位。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -74LS283 型加法器 引脚图3.译码器设计（1）本设计所用译码器为五输入，八输出。它的功能是将通过超前进位二进制并行加法器运算得到的和数及进位数译成两组8421 码输出十进制数输入输出C1 S4 S3 S2 S1 Y4 Y3 Y2 Y1 X4 X3 X2 X1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1
8、 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
9、 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
10、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0（2）74LS247型七段显示译码器的设计74LS247型七段显示译码器 的主要功能是把 8421BCD码译成对应于数码管的7 个字段信号并驱动数码管，显示出相应的十进制数码
11、。A3,A2,A1,A0 是 8421BCD 码的 4 位 输入信号，a,b,c,d,e,f,g是七段译码器输出信号，LT，RBI，BI 为控制端。灯测试输入端LT：当 LT=0，BI1 时，无论A3A0 为何种状态，a,b,c,d,e,f,g的状态均为 0，数码管七段全亮，显示“8”字形，用以检查七段显示器各字段是否能正常工作。灭零输入端 RBI：当 RBI0 时，且 LT1，BI 0 时，若 A3 A0 的状态均为 0，则所有光段均灭，在数字显示中用以熄灭不必要的0。灭灯输入/灭零输出端 BI：当 BI 0 时，无论 LT，RBI 及数码输入 A3 A0 状态如何，输出 a,b,c,d,e
12、,f,g均 为 1，七段全灭，不显示数字；当BI 1 时，显示译码器正常工作。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -74LS247 型七段显示译码器引脚图74LS247 型七段显示译码器功能表4.数码管设计数码管参数（1）8 字高度：8 字上沿与下沿的距离。比外型高度小。通常用英寸来表示。范围一般为0.25-20 英寸。（2）长*宽*高：长 数码管正放时，水平方向的长度；宽数码管正放时，垂直方向上的长度；高 数码管的厚度。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -（3）时钟点：四位数码管中，第二位8 与第三位8 字中间的二个点。一
13、般用于显示时钟中的秒。半导体七段显示器分为共阴极接法和共阳极接法两种，此处为了与74LS247译码器配套故选用BS204 型共阳极数码管。即若需某字段亮，则需使该字段为低电平。发光二级光的正向工作电压一般为1.5V 3V，驱动电流需要几毫安至几十毫安。在实际应用中，应在每个二极管支路串接限流电阻以防电流过大而损坏二极管。BS204型共阳极数码管LED数码管共阳极接法（“0”电平驱动）六收获与体会1、在做大型的课程设计时，要先弄清楚实验的目的和原理，选择合适的器件，先进行器件的分布。2、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。3.在课程设计过程中，不仅使我学到了相关的专业知识，而
14、且锻炼了自己的团队合作能力和独自思考能力，在和老师的交流过程中，师生互动，加深了师生之间的感情。4.在本次课程设计中，我了解了课程设计的一般步骤，学会了怎样去根据课题的要求去设计电路。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -5.经过课程设计加深了对数字电子技术知识的理解，如加法器，译码器和数码管的基本知识和各种型号的电子器件之间的区别。七参考文献1 电子技术/李春茂主编北京：科学技术文献出版社2006.09 2 电工学第六版下册电子技术主编秦曾煌高等教育出版社3 电子技术试验与课程设计主编蔡忠法浙江大学出版社八附件元器件清单逻辑开关8 个74LS283型加法器1 个译码器1 个74LS247型七段显示译码器2 个BS204型数码管2 个510 欧电阻14 个在此特别感谢李三财老师的悉心辅导和指正名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -