1、數(shù)字加法顯示器班 級(jí)：姓 名： 學(xué) 號(hào)： 小組成員： 日 期： 年 月 日 一、 設(shè)計(jì)目的-（3）二、 設(shè)計(jì)要求-（3）三、 方案論證與比較-（3）四、 設(shè)計(jì)原理-（3）1.設(shè)計(jì)原理：-（3）2.電路圖：-（4）（1）仿真總電路：-（4）（2）Protel總電路圖：-（4）（3）PCB總圖：-（5）（4）輸入端與加法器：-（5）（5）比較器：-（6）（6）譯碼器與數(shù)碼管：-（6）（7）邏輯門及其功能：-（6）五、硬件制作與調(diào)試-（7） 1.實(shí)驗(yàn)材料：-（7）2.電路板的制作：-（7）3.電路板的調(diào)試：-（7）4.電路存在問題及其改進(jìn)：-（7）六、設(shè)計(jì)小結(jié)-（7）七、參考書目-（8）一、 設(shè)計(jì)目

2、的 根據(jù)所學(xué)知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)一個(gè)四位數(shù)字加法顯示器。1) 設(shè)計(jì)數(shù)字加法器，了解數(shù)字加法器所需元件，以及各元件功能。2) 熟悉所設(shè)計(jì)電路的仿真，并掌握電路板的初級(jí)焊接技術(shù)。3) 掌握數(shù)字電路等的排版、安裝和調(diào)試；也可嘗試制作PCB板。4) 了解加法器，比較器，譯碼器的邏輯電路基本功能以及其運(yùn)用。5) 了解各芯片的基本使用與注意事項(xiàng)。二、 設(shè)計(jì)要求通過運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字加法器，完成下列要求：1) 設(shè)計(jì)一數(shù)字加法器使輸入的兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)相加結(jié)果與10（1010）2）比較，結(jié)果小于10（1010）2）時(shí)輸出十進(jìn)制結(jié)果；當(dāng)結(jié)果大于或等于10（1010）2）時(shí)不輸出。2) 完成所設(shè)計(jì)電路

3、的仿真，或者使用PCB板的制作、打印、打板、腐蝕。3) 完成數(shù)字加法器電路焊接的排版，安裝和調(diào)試。4) 書寫設(shè)計(jì)報(bào)告，上交電路板并進(jìn)行電路答辯。三、 方案論證與比較方案一：在電路中波動(dòng)開關(guān)輸入兩數(shù)與規(guī)定的數(shù)10（1010）2）時(shí)，這時(shí)只經(jīng)過加法器（74ls283），比較器（74ls85），譯碼器（74ls48）后直接輸出該數(shù)的十進(jìn)制并在數(shù)碼管上輸出。例如輸入0010和0011則輸出數(shù)碼管輸出5。方案二：當(dāng)電路中由波動(dòng)開關(guān)輸入兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)經(jīng)加法器相加后與比較器比較大于或等于10（1010）2）小于十六時(shí)經(jīng)過與非門而控制譯碼器使譯碼器u工作而不輸出。例如輸入0111+0111=1410而不輸出。當(dāng)

4、電路中由波動(dòng)開關(guān)輸入兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)經(jīng)加法器相加后大于十六時(shí)，加法器將會(huì)有進(jìn)位，此時(shí)非門控制譯碼器的使能端使譯碼器不工作而不輸出。例如輸入1100+1100=2416，此時(shí)有進(jìn)位而不輸出。方案比較：通過方案一和方案二的比較明顯得出方案二好。方案有考慮大于十和有進(jìn)位（大于16）的情況。四、 設(shè)計(jì)原理與電路圖 1.設(shè)計(jì)原理：電路由八個(gè)波動(dòng)開關(guān)控制加法器的輸入，實(shí)現(xiàn)輸入的兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)的輸入，經(jīng)加法器（74ls283）輸出兩數(shù)之和并分別成為比較器（74ls85）和譯碼器（74ls48）的輸入，與比較器規(guī)定的10（1010）2）比較，當(dāng)結(jié)果小于10（1010）2）則由比較器（74ls283）控制譯碼器（

5、74ls48）的使能端，則譯碼器工作，數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼器7448譯成十進(jìn)制數(shù)由七段共陰數(shù)碼顯示器顯示輸出的數(shù)字，例如：輸入0001+0101，結(jié)果與比較器比較小于10則數(shù)碼管輸出顯示6；當(dāng)結(jié)果大于或等于10（1010）2）時(shí)譯碼器使能端控制譯碼器不工作，則結(jié)果不輸出。例如0101+0101=10，則不輸出，0110+0111=1310則不輸出。 2.電路圖：1）仿真總電路：2）Protel總電路圖：3）PCB總圖：4）輸入端與加法器：由八個(gè)波動(dòng)開關(guān)控制電路的輸入并經(jīng)加法器后輸入一位四位（S1,S2,S3,S4）二進(jìn)制。5）比較器：將從74ls283加法器輸出的數(shù)作為比較器的輸入，并與10比較，結(jié)果有

6、大于等于小于情況。6）譯碼器與數(shù)碼管：經(jīng)過7485比較器比較后的結(jié)果與10比較后經(jīng)過譯碼器7448輸出并與七段數(shù)碼管S10連接 后 直接輸出十進(jìn)制數(shù)。7）邏輯門及其功能：右圖中的非門74ls04主要是用于加法器的進(jìn)位即當(dāng)數(shù)大于16時(shí)不輸出，圖中與非門74ls00主要是當(dāng)數(shù)小于10時(shí)要將數(shù)值輸出。五、 硬件制作與調(diào)試1. 實(shí)驗(yàn)材料：加法器（74ls283）一個(gè)，比較器（74ls85）一個(gè)，譯碼器（74ls48）一個(gè)，電路板一塊，8個(gè)波動(dòng)開關(guān)，十六腳插槽3個(gè)，十四腳插槽2個(gè)，導(dǎo)線若干。PCB版時(shí)還要準(zhǔn)備油紙，砂紙，銅箔，三硫化鐵等材料。2. 電路板的制作：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)原理電路圖合理排版好，依據(jù)排

7、版圖焊接電路，若有遇到跳線則在版正面跳線，焊接好后用萬用表先對電路進(jìn)行初步調(diào)試即檢測是否有短路或者虛焊等電路常見問題。（2）同時(shí)也進(jìn)行PCB板的畫圖準(zhǔn)備，雙管齊下，以防焊接的電路電路不可用，PCB版時(shí)運(yùn)用protel等知識(shí)或者查閱相關(guān)資料制作PCB版。3電路板的調(diào)試：焊接好電路后用電池等直流電源對電路板進(jìn)行調(diào)試，測試一下電路是否符合要求，如果電路調(diào)試不可以則找出原因并進(jìn)行相應(yīng)改正，直至電路出現(xiàn)預(yù)期效果。4電路存在問題及其改進(jìn)： 問題一：電路焊接過程中出現(xiàn)虛焊等問題。改進(jìn)方法：在焊接過程中先排版好，一步一步來，然后，烙鐵要保持一定熱度，否則就可能出現(xiàn)以上問題。問題二：電路焊接過程中會(huì)出現(xiàn)多處跳線

8、，很容易發(fā)生短路現(xiàn)象。改進(jìn)方法：在畫PCB電路圖時(shí)在跳線處先給相應(yīng)跳線位置空出位置，以保證不會(huì)發(fā)生碰觸，從而避免電路短路。問題三：在PCB版電路中可能由于電路圖導(dǎo)線設(shè)置過小而發(fā)生斷路，導(dǎo)致電路無法正常工作。改進(jìn)方法：在PCB中先對電路中的各線路進(jìn)行設(shè)置，接地和電源的相對粗些，其他也設(shè)置粗些，確保不會(huì)斷路。問題四：共陰共陽數(shù)碼管未分清楚，而造成電路無法正常顯示相應(yīng)數(shù)字。改進(jìn)方法：在接數(shù)碼管時(shí)使用插槽，事先對數(shù)碼管進(jìn)行測試為共陰還是共陽。問題五：在PCB版時(shí)數(shù)碼顯示器不顯示。改進(jìn)方法：將接于譯碼器與數(shù)碼管之間的電祖卸掉，用導(dǎo)線連接上就可。六、 設(shè)計(jì)小結(jié)本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與以往不同不像大一時(shí)老師直接把排版圖給我們，我們直接焊接。這次是給個(gè)題目然后自己設(shè)計(jì)方案并自己排版，自己焊接，而且這次和組員還使用了PCB版制作電路，對自己本身是一個(gè)突破也是自己對課程的肯定。從本次實(shí)驗(yàn)中也學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的內(nèi)容，感受頗深。不僅從理論上掌握了很多，同時(shí)也加強(qiáng)了自己的實(shí)踐動(dòng)手能力和處理能力。特別是焊接電路過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，更是加深印象。在制作電路時(shí)還懂得了巧妙解決問題會(huì)是一種很好的事，遇到問題先思考而不要盲目的就放棄或者不用，而應(yīng)該分析問題找到出出問