创新性实验研究报告
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2013-2014 学年_ 2 _学期
山东科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验研究报告
实验项目名称多位BCD→B 码组转换方法研究
组长姓名孙双双学号0123
联系电话E-mail
成员姓名李蕊学号1711
专业生物医学工程班级2012级
指导教师及职称龚卫民高级实验师
2014 年06 月18 日
二进制码(Binary Code)及二—十进制码(binary-Coded Decimal Code)是目前各种数字系统中应用最广泛的两种码制,许多系统中需要把8421BCD码快速转换为二进制码送给计算机处理。为了实现三位十进制数的8421BCD码到相应二进制数的转换,本实验采用移位的设计思路,最终通过5片74LS83芯片完成了电路设计、仿真测试及硬件连接。从而证明了该设计方法的正确性与可行性。
将十进制数的8421BCD码转换为相应的二进制数。其转换范围分别是
(000000000000~)
BCD 到(0000000000~11)
B
。
场地:山东科技大学J11-413
设备材料: PC机一台数字电子实验箱2个
仿真软件Multisim 5片74LS83
导线若干
1、实验原理
8421BCD 码是最常用的一种描述十进制数的代码,它采用4 位二进制代码表达
0,1,2……8,9 十个数码。每一组代码中,不同的码位(k
3、k
2
、k
1
、k
) 都有其确定的权
值,即从左到右每一位ki=1 时,其恒权权值分别为8、4、2、1。所以,其数值展开式为
D=k
3×8+k
2
×4+k
1
×2+k
×10
设三位BCD 码数据为:(h8h4h2h1d8d4d2d1g8g4g2g1)BCD=(N)10 ,则有:
(N)
10=h
8
h
4
h
2
h
1
×(64+32+4 )+d
8
d
4
d
2
d
1
×(8+2)+g
8
g
4
g
2
g
1
×20
利用“2×D i→D i左移一位,末位补0”的一般规律,则有“2i×D i→D i”左移i 位,末i 位补0”,可将上式转化为如下六组十位数据:
左移六位→乗26 h
8h
4
h
2
h
1
000000
左移五位→乗25 0h
8h
4
h
2
h
1
00000
左移二位→乗22 0000h
8h
4
h
2
h
1
00
左移三位→乗23 000d
8d
4
d
2
d
1
000
左移一位→乗21 00000d
8d
4
d
2
d
1
乗20 000000g
8g
4
g
2
g
1
将六组数累加五次,需要用五个“10 位二进制全加器”,累加结果即为10 位自然B 码。
要实现3 位BCD 码到10位自然B 码的转换需要5 级加法实现。其转换原理框图如图1所示:
2、实验内容
设计电路,将三位(百、十、个位)8421BCD码转换为 10位二进制数B码形式,并显示被转换的BCD数和转换后的B码,连接实物电路验证结论。
3、实验步骤
(1)根据要求查阅相关资料,仔细研究BCD码及其B码的关系。
(2)进行初步设计,设计草图如图2所示:
图2
(3)在仿真软件中仿真图2所示电路,根据仿真效果进行简单调试。
(4)检查各芯片、导线工作是否正常。按图1-2进行实物连接并做好记录。(5)拨动开关,观察数字电子试验箱的LED逻辑电平显示器。
注意:保持试验箱与实验板电源共地。
五、实验结果与分析
1、实验现象、数据记录
经数次连接仿真和实物进行改进后,将手动控制的十二位逻辑电平开关作为BCD输入,将BCD码通过5片74LS83连接的转换电路,转换成十位B码后,以波形的形式显示出来。仿真结果如图3所示。
多位BCD→B 码组转换的仿真调试:
结果如图3所示
图3
当输入,8421BCD 码为0001 0001 0001时,输出结果为B码0001101111。
2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论:
通过连接实物可得所设计的由十二位BCD码转化成B码的电路理论值与实际值一致,则实验成功。
【注:实物连接图及实验结果可由“附件实验结果录像”观看到。】
3、关键点:
(1)注意芯片的型号及管脚分布
(2)连电路前须测试芯片及导线是否正常
(3)连线时注意误将其短路
(4)多个实验箱时注意共地的问题
(5)注意全加器的进位情况
六、实验结论
利用74LS283芯片,通过移位法完成了将三位(百、十、个位)8421BCD码转换为 10位二进制数B码形式的过程,并成功将输入和输出结果进行显示。
七、指导老师评语及得分:
签名:年月日
附件:源程序等。