加减法运算电路课程设计说明书.doc

1目录1 课程设计目的………………………………………………………………………………..3 2 课程设计设计和要求………………………………………………………………………..32.1 设计内容…………………………………………………………………………………… 32.2 设计要求…………………………………………………………………………………… 33 设计方案…………………………………………………………………………………… .33.1 设计思路…………………………………………………………………………………… .33.2 工作原理及硬件框图………………………………………………………………………..33.3 硬件电路原理图……………………………………………………………………………..53.4 PCB版图设计……………………………………………………………………………… ..64 课程设计总结………………………………………………………………………………..65 参考文献…………………………………………………………………………………… .721、课程设计目的 （1）掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；（2）学习使用 PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；（3） 掌握应用 EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。

2、课程设计内容和要求：2.1、设计内容 设计加/减法运算电路，具体要求如下:（1） 设计寄存器单元；（2） 设计全加器单元；（3） 设计 7487(或 74LS87)互补器单元2.2、设计要求（1） 课程设计说明书；（2） 电路原理图和印刷板图；（3）仿真图形和仿真结果3、 设计方案3.1、设计思路在二进制加减法运算电路中，为了减少硬件的复杂性，减法基本是通过加法来实现的所以要实现减法的运算，就需要求出减数的反码（即减数中的 1变成 0，0 变成 1） ，在反码的基础上，再加 1，成为补码将补码和被减数相加，即得到运算结果因此，在设计电路时，需要用到 74LS87互补器单元来求减数的反码选用一个寄存器 74LS175作为全加器 74LS283被加数或被减数的输入，用另一个74LS175作为 74LS87的输入，将 74LS87的输出作为全加器 74LS283加数或减数的输入，74LS283的输出结果即是加法或减法的运算结果例如：3.2、工作原理及硬件框图（1）74LS175 简介寄存器 74LS175的逻辑图如图-1 所示3图 1 74LS175逻辑管脚图其逻辑功能是一个 CLK时钟信号的到来，促使输入端 D1、D2、D3、D4 的数据依次传输到输出端 Q1、Q2、Q3、Q4。

在 74LS175的输出端还有非门的输出，在本设计中不会被用到2）74LS283 简介全加器 74LS283的逻辑图如图-2 所示图 2 74LS283逻辑管脚图全加器 74LS283的逻辑功能是将输入端口 A1～A4、B1～B4 的输入数据作为二进制的数码进行相加，并把运算的结果在输出端口 S1～S4 输出C4 是来至低位的进位，而 CO是高位进位的输出3）74LS87 简介互补器 74LS87的逻辑管脚图如图-3 所示图 3 74LS87逻辑管脚图互补器 74LS87的工作由控制端 B、C 来控制当 B、C 控制端都为低电平时，四位二进制 A1A2A3A4数将以其反码形式在 Q1Q2Q3Q4上输出；当 B为低电平，C 为高电平时，四位4二进制 A1A2A3A4数将以其原码在 Q1Q2Q3Q4上输出3.3、硬件电路原理图硬件的电路原理图如图-4 所示图 4 硬件电路原理图硬件电路工作原理：将待加减的数据先送入到寄存器 74LS175存储起来，把数 A在寄存器 U1的 D4D3D2D1上储存起来,把数 B在寄存器 U2的 D4D3D2D1上储存起来当时钟信号到来时，寄存器 U1、U2分别把数 A、B 输出。

当 74LS87的控制端 B、C 都为低电平时，电路进行的是减法运算；当B为低电平，C 为高电平时，电路进行的是加法运算但是请注意，在进行减法运算时，结果是以补码的形式在输出另外，在全加器74LS283上的高位输出端 CO实际上时数的符号标识，即当 CO为 1时，表示的正数，当 CO74LS283 全加器74LS175 寄存器74LS175 寄存器74LS87 反向器5为 0时，表示的是负数3.4、PCB 版图设计PCB版图设计如图-5图 5 PCB版图4、课程设计总结从做课程设计以来，每天都是很充实的从拿到题开始，每天都是在查阅资料，学习软件从做课程设计的过程中，加强了已经学到的关于电路、数电的知识，同时也学到了其他很多新的东西比如在做电路版图时，需要用到 PROTEL软件，在以前的学习中，是很少被涉及的，对其应用也不是很熟练这次却使用了很多，同时也学到了很多关于 PROTEL软件的新东西另外，在前期的设计过程中，是会遇见很多问题的，有时也会是沮丧的当然，在沮丧过后，是更大的动力去解决问题通过努力，问题被解决了，也了解了更多新的知识65、参考文献童诗白．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，2002张建华．数字电子技术．北京：机械工业出版社，2004陈汝全．电子技术常用器件应用手册．北京：机械工业出版社，2005毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，2005潘永雄．电子线路 CAD实用教程．西安：西安电子科技大学出版社，2002张亚华．电子电路计算机辅助分析和辅助设计．北京：航空工业出版社，2004。