数字逻辑电路课程课程设计--简易加减计算器
简易加减计数器
1．设计目的1、综合运用相关课程中所学到的知识去完成设计课题。
2、学会电路的设计与仿真。
3、能自己熟练连接实现逻辑电路。
4、掌握Proteus的基本用法。
5、掌握74LS283N芯片的逻辑功能和译码显示器的使用方法。
2．设计要求1、用于两位以下十进制的加减运算。
2、以合适方式显示输入数据及计算结果。
3、设计要求被减数大于或等于减数。
3．总体设计3．1电路方框图图1电路方框图3．2工作原理先利用单刀双掷开关将加数（减数）与被加数（被减数）置入，然后通过将加数（减数）通过异或门进行逻辑组合，再通过74LS283N 实现8421码的转换，最后接上7段数码管显示结果。
4．单元电路设计与分析4.1加法电路加法电路原理图如图1所示：图1加法电路4.2减法电路图2减法电路4.3元件清单以及元件介绍2、设计思路第一步，置入两个四位二进制数。
例如（1001）,（0011）和（0101），（1000），同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9，3和5，8。
第二步，通过开关选择加（减）运算方式；第三步，若选择加运算方式所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
即：若选择加法运算方式，则（1000）+（0110）=（1110）十进制8+6=14并在七段译码显示器上显示14。
若选择减法运算方式，则（0101）-（1000）=（10011）十进制5-8=-3，并在七段译码显示器上显示-3。
3、运算方案方案一通过开关J1-J8接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，J1-J4控制第一个数A，J5-J8控制第二个数B，译码显示器U12和U13分别显示所置入的两个数。
数A直接置入四位超前进位加法器74LS283N的A4-A1端，74LS283的B4-B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关J9上，另一输入端分别接开关J5-J8，通过开关J5-J8控制数B的输入。
加减计算器电子课程设计
加减计算器电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解加减计算器的基本原理，掌握电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能运用所学的数学知识，设计并搭建一个简单的加减计算器电路。
3. 学生了解电子技术在日常生活中的应用，理解电子计算器的发展历程。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析问题，提出解决方案，具备初步的电子电路设计和搭建能力。
2. 学生能通过实际操作，提高动手能力，培养观察能力和问题解决能力。
3. 学生能通过团队合作，学会沟通与协作，提高项目执行能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，激发学习热情，培养科技创新意识。
2. 学生在课程学习中，培养耐心、细心和专注的品质，养成严谨的科学态度。
3. 学生通过实践，体会团队合作的重要性，培养集体荣誉感和责任感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合数学和电子技术知识，培养学生的动手能力和问题解决能力。
学生特点：六年级学生具备一定的数学知识基础，好奇心强，喜欢动手操作，但可能对电子技术了解较少。
教学要求：教师需引导学生运用所学知识，注重实践操作，鼓励学生思考、提问，培养其创新精神和团队合作能力。
通过课程目标的具体分解，使学生在实践中达成学习成果，提高综合素养。
二、教学内容1. 电子元件基础知识：介绍电子元件的分类、功能及使用方法，如电阻、电容、二极管、三极管等。
- 教材章节：电子技术基础2. 加减计算器原理：讲解加减计算器的基本工作原理，引导学生理解数字电路的运算过程。
- 教材章节：数字电路基础3. 电路设计与搭建：指导学生运用电子元件，设计并搭建一个简单的加减计算器电路。
- 教材章节：电路设计与实践4. 数学知识应用：结合教材中的数学知识，分析加减计算器电路中的数值计算过程。
- 教材章节：数学基础知识5. 电子计算器发展史：介绍电子计算器的发展历程，使学生了解科技进步对社会发展的推动作用。
- 教材章节：电子技术发展史6. 团队合作与沟通：通过分组合作，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
简易加减计算器设计
简易加减计算器设计一、引言计算器是一种用于进行数学计算的设备，它可以帮助我们进行各种加减乘除等运算。
本篇文章将介绍如何设计一个简易的加减计算器，该计算器基于数字电路的原理，通过逻辑门电路实现加法和减法运算。
二、设计思路1.确定输入和输出2.设计加法电路加法可以通过逻辑门电路实现，其中最基本的逻辑门是异或门。
我们可以使用多个异或门来实现加法，具体的实现方法如下：-使用8个异或门分别对两个二进制数的对应位进行异或运算，得到8个中间结果；-使用7个与门分别对中间结果和进位信号进行与运算，得到7个进位信号；-使用7个或门分别对进位信号进行或运算，得到进位输出；-使用一个或门对中间结果和进位输出进行或运算，得到最终的结果。
3.设计减法电路减法可以通过将减数取反然后与被减数进行加法运算来实现。
具体的实现方法如下：-对减数取反，可以使用8个反相器实现；-将取反后的减数和被减数输入到加法电路中进行加法运算，得到结果。
三、电路实现根据上述设计思路，我们可以使用数字集成电路来实现加减计算器。
以下是一个基于数字集成电路74LS83A的简易加减计算器电路图：```______________，---，A+B，----，S_______，，_____________，______---，M，---_______，，_________________-----------，B'+1=B__________```在上述电路图中，A和B分别表示两个8位二进制数的输入，S表示计算结果的输出，M表示减号操作符的输入，B'+1表示减数的取反。
四、测试与验证为了验证电路的正确性，我们需要进行测试。
我们可以编写一个测试程序，将各种情况的输入输入到电路中，并检查输出结果是否符合预期。
测试例子如下：输入：M=0预期输出：输入：M=1预期输出：通过编写测试程序，并根据预期结果检查输出结果，可以验证电路设计的正确性。
五、总结本篇文章介绍了如何设计一个简易的加减计算器，该计算器基于数字电路的原理，通过逻辑门电路实现加法和减法运算。
简易加减计算器设计(数电)
电子技术课程设计电气与信息工程学院建筑电气与智能化专业题目：简易加减计算器设计姓名：徐雪娇学号：094412110指导教师：祁林简易加减计算器设计一、设计目的1、在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验.2、在教师指导下独立查阅资料、设计、特定功能的电子电路。
3、培养利用数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力.4、积累电子制作经验，巩固基础、培养技能、追求创新、走向实用。
5、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、设计要求1、用于两位一下十进制的加减运算。
2、以合适方式显示输入数据及计算结果。
三、总体设计第一步置入两个四位二进制数。
例如（1001）2,（0011）2和（0101）2，（1000）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9，3和5，8。
第二步通过开关选择加（减）运算方式；第三步若选择加运算方式所置数送入加法运算电路进行运算；同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
即：方案一通过开关J1-J8接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，译码显示器U10和U13分别显示所置入的两个数。
数A直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4-A1端，74LS283的B4-B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上，另一输入端分别接开关J5-J8，通过开关J5-J8控制数B的输入。
当开关S1接低电平时，B与0异或的结果为B，通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
当开关J1接高电平时，B与1异或的结果为B非，置入的数B在74LS283的输入端为B的反码，且74LS283的进位信号C0为1，其完成S=A+B（反码）+1，实际上其计算的结果为S=A-B完成减法运算。
由于译码显示器只能显示0-9，所以当A+B>9时不能显示，我们在此用另一片芯片74LS283完成二进制码与8421BCD码的转换，即S>9（1001）时加上6（0110）2，产生的进位信号送入译码器U12来显示结果的十位，U11 2显示结果的个位。
简易加减计算器
简易加减计算器河南城建学院河南城建学院数字逻辑电路课程设计报告简易加减计算器设计姓名: 张凯学号: 061408255 专业班级: 计算机科学与技术指导老师: 樊晓虹、周焱、赵红梅、梁成武所在院系: 计算机科学与工程系2010年9月 3 日河南城建学院本科课程设计报告1摘要这次的课程设计的任务是设计一个具备加减运算功能的电路，能够通过开关控制进行加法计算和减法计算，并利用LED灯显示计算结果。
通过对计数器功能的研究和上网查了多方面的资料。
我们拟定了如下的设计方案:该方案主要有3个主要版块组成:编码输入电路、加减运算电路和显示电路。
输入电路: 我们通过开关的闭合和开通来代表电平的高地位继而代表0和1来输入所要计算的十进制数字。
加减运算电路:加减运算电路主要由,,,,1,,(双全加器)的级联电路组成。
通过异或门将原码全部转换为补码，然后采用个位和个位相加，十位和十位的相加的原则，将两个的个位的代码送入到一个加法器中，将进位依次传递。
但是加法器只可以做加法运算，不满足我们的设计要求，于是我们将减法也变成加法进行运算，运算都走补码，最后再将结果在转换为原码，通过LED灯显示出来。
显示电路:显示电路时通过7段显示译码器来实现的。
河南城建学院本科课程设计报告2指导教师评语:课程设计成绩评定成绩等级:指导教师签字:年月日3目录一(概述 ..................................................................... . (5)1.1 设计题目 ..................................................................... . (5)1.2 设计任务和要求 ..................................................................... .. 51.3 设计方案 ..................................................................... ............. 5 二(系统总体方案 ..................................................................... (7)2.1 输入电路设计 ..................................................................... .. (7)2.2 加减运算电路 ..................................................................... .. (7)2.3显示电路 ..................................................................... . (8)2.4总体电路的设计 ..................................................................... .. (9)三(软件仿真 ..................................................................... (10)3.1仿真结果: .................................................................... ........... 10 四(设计体会 ..................................................................... (11)参考文献: .................................................................... .. (11)4概述1.1 设计题目简易加减法计数器设计1.2 设计任务和要求1、选器件制作一个简易计算器实现二位以下十进制数的加减计算2、一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识。
简易加减法计算器
电子技术课程设计题目：简易加减法计算器一、设计课题：简易加减法计算器二、设计任务和要求：1、用于两位以下十进制数的加减运算。
2、以合适方式显示输入数据及计算结果。
三、原理电路设计1、方案的比较对于简单加减计算器可有三种不同的方案①用数/模转换，与模拟电路中的加减计算器进行简单的加减计算。
先用74LS147二-十进制优先编码器转化为二进制进行输A，然后数模转化模拟信号，进行加减计算后，转化为数字信号输出。
此方案思路较明确，但经过二次数模相互转换，精确率较低；具体输出时的负数效应，与单输入的二进制转化为十进制时电路较复杂，无成块的集成电路，致使误差率较大。
②可用数字电路中4位超前进位加法器74LS283与方案一输入相同；后用三态输出CMOS门电路进行选择输入，进行加法运算后输出，输出时，注意负数的问题与在输出中2进制与10进制关系的问题。
还有寄存器的问题。
此方案思路明确，比较精确，此中的2进制与10进制问题需复杂门电路解决无现成集成元件，存在太多的散元件。
减法运算需要反码进行运算，况且在其触发过程中需要考虑同步问题。
③可运用数字电路中的单时钟同步十进制加/减计数器74LS190进行加减计算。
方案以上升沿进行输入，触发加减计算。
本方案输入方式不同于一般输入方式，需要有所改进。
但思路明了，不十分复杂，对于负数运算较复杂，可集成程度较高。
终上所述，最好是相互结合，以③为本。
2、单元电路设计3、元件的选择对于计数器来说需要选同时可以进行加减计数的计数器进行加减，因此选用单时钟十进制加/减计数器74LS190.其电路图及功能表如下：中间由于1/0的输出不能够持久的进行保持，因此可用RS触发器进行保持。
对于加/减，等于触发需要74LS194进行触发保持4、整体电路（见附图）5、工作原理主要运用十进制加/减计数器74LS190加/减计数功能与74LS194的触发功能。
六、设计总结我们以为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教别人，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
数电实验简易计算器
北京邮电大学数电综合实验报告题目：简易计算器学院：信息与通信工程学院班级：学号：班内序号：姓名：数字电路综合实验报告简易计算器一、实验课题及任务要求设计并实现一个简易计算器。
基本要求：1.利用4X4 小键盘作为输入，包括：数字键0-9，清除键，等号键及‘+’‘-’‘*’运算符号键；2.实现输入为99 以内自然数的加、减、乘运算；3.能够实现多次连续计算（无优先级，从左到右计算结果），如：12+34×2-78=14；4.最大结果为99999（五位），溢出报警；5.用数码管显示输入的数字和结果，最左侧数码管用来表示数字的正负，其他五位数码管表示结果；结果的绝对值大于99999时，数码管显示‘Error’。
提高要求：1.实现输入为9999 以内自然数的加、减法；2.除法运算，不能除尽时小数保留1 位有效数字；3.能够区分运算优先级（先乘除，后加减），如：12+34×2-78=2 ；4.自拟其他功能。
二、系统设计2.1系统总体框图2.2逻辑流程图2.3MDS图2.4分块说明程序主要分为6个模块：分频器模块，键盘扫描模块，防抖模块，控制模块，数码管模块，报警模块。
VHDL文件devider包括分频器模块，keyboard包括键盘扫描模块，datain 包括防抖模块，控制模块，数码管模块，报警模块。
1.分频器模块系统时钟是50MHz，利用分频器得到25赫兹的时钟用于键盘扫描；100赫兹的时钟用于键盘去抖；1000赫兹的时钟用于数码管显示。
2.键盘扫描模块本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别。
键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可。
为了完成这一识别过程，在时钟的上升沿输出列扫描信号其中一列输出低电平，另外三列输出高电平；在时钟的下降沿读入行值，当四行全为1时，表明无键按下；若某一列的行值为0，表示该行有键被按下。
简单的加减计算器详解
简易加减法计算器课程设计电气与信息工程学院电气工程及其自动化专业题目：简易加减法计算器姓名：胡永朋学号：181413112指导教师：李慧时间：2015年 6 月22 日~ 2015年6 月26日本次课程设计的任务是设计一个具有加减运算功能的简易计算器，并通过合适的方式显示最后的计算结果。
设计电路的完成主要是利用简单的数字电路和逻辑运算来进行的。
简易加减计算器电路主要是对数据的输入和显示，数据的加减运算，数据的输出与显示三个主要的方面来设计研究完成的。
在输入电路的部分，我们通过开关的闭合与断开来实现数据的输入，开关闭合接入高电平“1”，断开接入低电平“0”，而输入的数据将通过七段显示译码器显示出来。
加减运算电路主要通过加法器来实现。
一、设计方案设计方案比较：方案一：输入十进制的数字，再通过编码器对数字进行编码，输出二进制的数据，运用显示译码器对输入的数字以十进制的形式进行显示，在进行加减计算的时候将二进制数字运用模数转换，然后再进行相加减，然后再讲这些模拟信号再次转换成数字信号，再将数字信号输入到显示译码器来显示数字。
这个方案中要进行数模转换和模数转换所需要的电路器件有些复杂，并且转换的时间长，而且转换以后的数值精度不高，鉴于这种方案中的缺点太多，不采用。
方案二：输入十进制的数字，并对数字进行编码，通过显示译码器将输入的数值显示出来，再讲编码所得的二进制数字求其补码，将补码送到串行进位加法器中进行相加，最后将二进制码转换成BCD 码输入到显示译码器中，从而就可以将相加以后所得的数字显示出来。
这个方案中避免了方案一中需要大量的时间和精度不高的缺点，但是由于应用了串行加法器的缘故，电路会比较复杂，不利于进行连接。
方案三：本方案采用十位和十位相加，个位和个位相加的方法，将个位和十位分别输入到电路中，由于输入的数字是二进制码，将二进制码输入到显示译码器中就可以显示输入的数字。
相加或相减的时候采用补码的形式通过加法器进行相加。
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摘要
本次课程设计的任务是设计一个具有加减运算功能的简易计算器，并通过合适的方式来显示最后的计算结果。
此次设计电路的完成主要是利用简单的数字电路和电路逻辑运算来进行的。
简易加减计算器电路主要是对数据的输入与显示，数据的加减运算，数据的输出与显示三个主要的方面来设计研究完成的。
在输入电路的部分，我们通过开关的闭合与断开来实现数据的输入，开关闭合接入高电平“1”，断开接入低电平“0”。
而输入的数据将通过显示译码管以十进制的形式显示出来。
由于输入二进制的位数较多，我们采用个位十位分别输入的方式来简化电路。
加减运算电路则主要通过加法器来实现的。
设计电路时，我们将个位和个位、十位和十位分别接入一片加法器。
在进行加法运算时我们所选择的加法器是完全符合要求的，但是在进行减法运算时加法器就不能满足我们的设计要求了。
因此我们将减法转换为加法进行运算，运算时采用补码的形式。
在进行减法时通过异或门将减数的原码全部转换为补码，输入加法器中进行相加。
最后将进位信号加到十位的运算电路上就实现了加减法的运算电路。
在显示电路中，由加法器输出的数据是二进制码。
这些码可能表示超过十的数字，所以显示译码管就不能正确的显示出数字了。
此时要将二进制转化成BCD码，再将BCD 码送到显示译码管中就可以将计算所得的数字显示出来了。
概述
1.1设计题目：
简易加减计算器
1.2设计任务和要求：
1）用于两位以下十进制数的加减运算。
2）以合适的方式显示输入数据及计算结果。
1.3设计方案比较：
方案一：输入十进制的数字，再通过编码器对十进制的数字进行编码，输出二进制的数据。
运用显示译码器对输入的数字以十进制的形式进行显示。
在进行加减计算的时候将二进制数字运用数模转换，然后再进行相加减。
然后将这些模拟信号再次转换成数字信号转换成数字信号，再将数字信号输入到显示译码管中来显示数剧。
这个方案中要进行数模转换和模数转换所需要的电路器件有些复杂，并且转换的时候需要很长的时间，而且转换以后数值的精度不高。
鉴于这种方案中有太多的缺点，所以没有采用。
方案二：输入十进制的数字，并对数字进行编码，通过显示译码管将输入的数字显示出来。
再将编码所得的二进制数字求取补码，将补码送到串行进位加法器中进行相加。
最后将二进制码转换成BCD码输入到显示译码管中，从而就可以将相加以后所得的数字显示出来。
这个方案中避免了像方案一中需要大量的时间和精度不高的缺点，但是由于应用了串行加法器的缘故，电路会比较复杂，不利于进行连接。
方案三：本方案采用十位和十位相加，个位和个位相加的方法，将个位和十位分别输入到电路中。
由于输入的数字是二进制码，将二进制码输入到显示译码管中就可以显示输入的数字。
相加或者相减的时候采用补码的形式通过加法器进行相加。
再将二进制转化成BCD 码输入到显示译码管中就可以将相加所得数字显示出来。
此方案中运用了较少的原件并且运行所需的时间很少。
相对方案一和方案二。
这种方案是最好的，所以就采用了这种方案。
1.4设计原理：
图1 二进制加减运算原理框图
设计原理分析：如图1所示，第一步置入两个二进制数，数字的置入用开关控制，二进制码输入显示译码管。
这样四个显示译码管上显示出对应的十进制数；第二步通过开关选择运算方式为加或减；第三步，按照选择的运算方式对数据进行求补码的运算。
然后将补码进行相加；第四步，前面所得数据化为BCD码，以方便在显示译码管上显示。
个位相加的结果通过一个显示译码管显示。
十位因为可能有进位所以选用两个显示译码管。
系统总体方案
2.1编码：
输入两位二进制数。
通过开关控制输入的数据，采用个位和个位、十位和十位相加的原理进行输入。
将数据输入显示译码管中就可以将输入的数据显示出来了。
如图2：
图2
2.2加减运算：
通过开关选择要进行的加运算或减运算。
进行两个数相加的运算时，可以直接将得到的二进制进行相加。
这可以通过加法器74LS283D来实现。
因为是采用个位和个位相加、十位和十位相加的原理，所以现在就出现了一些问题。
当个位相加的结果超过十以后就要有进位，而且这时的二进制输入到显示译码管中就不会显示出所需要的数据。
所以这是要将相加得到的二进制数转变成BCD码，这样就可以将各位的数字显示出来。
因为我们所选用的加法器是十六进制的，所以需要把加法器通过门器件输出合适的进位信号来实现十进制的加法运算。
对产生进位的二进制列真值表可得进位信号的表达式。
真值表如表1所示:
表1
根据真值表可得进位信号Y=DB+DC+CO=D(B+C)+CO。
设计一个进位信号，这里我们采用两片74LS283，第一片运算电路送过来的代码，当其运算结果大于９时，由组合逻辑电路产生进位信号。
当运算结果为16、17、18时，将进位输出信号与组合逻辑电路进位信号做或运算，这样就得到了合适的进位了。
可是怎样才可以得到正确的十进制数的代码呢，在其进行加法运算时，在第二片加法器上认为加上0110代码，将其与第一片加法器的运算结果做和，这样就得到了我们所需要的运算结果了。
当进行两个数相减的时候，减原码就相当于加上这个数的补码。
运用异或门将要减的数变成反码，通过进位输入端来进行加一，这样就变成补码相加的了。
数据相加电路如图3，进位如图4：
图3图4
2.3显示电路：
由于在进行加减运算的时候已经将二进制数加上0110代码，这样就和容易将相加或相减的结果很好的输出。
但是因为十位上的进位要进行输出，所以要运用两个显示译码管来对十位相加的结果来进行表示。
如图5：
图5
2.4总体电路：
通过把输入电路，加减运算电路和显示电路整合到一起就得到了如图6所示的整体的电路图。
设计体会
此次设计让我学习到了许多宝贵的知识。
这是我们第一次将课本上的理论知识以电路设计的形式在实践中运用。
让我深刻感受到理论知识与实际的电路实现是有很大区别的。
这次在课程设计中出现的问题，使我知道了我所学的专业知识必须经过多实践才能真正的掌握。
通过对题目的分析得出需要完成电路版块的总体框图以后感觉设计应该很快就能完成了。
可是我们在实际的设计中遇到了许多问题。
例如进行加法运算的时候可能会产生进位，而且超过十的数字显示在晶体管上的时候就会出错，像这类的问题，都需要经过查找分析，不断地改进方案找到最终的解决方法。
在解决问题的过程中，我们通过互相的讨论，交换观点，查找资料来完善设计方案，因此，也有了更多的收获和思考。
在进行Multisim的仿真时，电路总是运行错误，无法完成运算，我们只好将电路中的每一小部分分别进行模拟仿真，发现在电路中，一个开关或门器件都有可能使运行出错。
这次实验让我知道了设计并不是那么简单的，也许这个问题看起来非常的简单，但是不动手去做就永远无法知道这个问题后面有多少困难去解决。
通过此次的设计我明白了知识的联系和积累是多么的重要，它还让我明白了逻辑组合电路功能的强大性。
当然在本次课程设计中收获最多的还是对以往所学的知识的更好的巩固和复习，同时又让我对已学过的知识有了进一步的研究和理解，通过学以致用我对所学的知识进行了拓展和运用，加深了理解，同时又扩大了知识面，也基本了解了电子设计的步骤及Multisim软件的运用。
可修改编辑
参考文献
[1]《数电电子设计技术基础》高等教育出版社阎石主编
[2]《电工与数字电子技术实验》
[3]《数字电路与逻辑设计》西安电子科技大学出版社蔡良伟主编
[4]网路上的各种资料
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精品doc。