加减法运算电路课程设计说明书
减法运算电路设计[指南]
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减法运算电路设计[指南]减法运算电路设计一、实验目的1、了解运算放大器在信号放大和模拟运算方面的应用。
2、掌握运算放大器的正确使用方法。
3、掌握基本放大电路的设计方法。
4、了解如何设计用两个集成运算放大器来设计加法器。
二、实验仪器示波器、信号源、+12V和-12V的直流稳压电源、万用表。
三、实验器件HA17741运放、电阻、导线。
四、实验原理集成运算放大器是高增益的直流放大器，在它的输入端和输出端之间加上不同的反馈网络，就可以实现各种不同的电路功能。
可实现放大功能及加、减、微分、积分、对数、乘、除等模拟运算功能及其他非线性功能;将正、负两种反馈网络相结合，还可以产生各种模拟信号的功能。
本实验着重以输入和输出之间施加线性负反馈网络后所具有的运算功能进行研究。
理想运放在线性运用时具有以下重要性:1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零，即I+=I-=0。
2..理想运放在线性放大时，两输入端电压近似相等，即U+=U-在电路中我采用了如下图所示，两个运放电路，第一个是反向比例运放，第二个是加法电路，通过反向比例运放电压从U+变为U-，在通过加法电路进行叠加就构成了减法电路了。
减法电路的电压运算的推导:根据理想运放的同相和反相输入端电流近似为零，即I+=I-=0和理想运放在线性放大时，两输入端电压近似相等，即U+=U-可得U+=U-I+=I-=0U1—U-/R= U—U0/Rf第一个运放Uo1=-(Rf/R1*Ui1+Rf/R2*Ui2)，第二个运放Uo=-(Rf/R1*Ui1+Rf/R2(-Ui2))=Rf/R2*Ui2-Rf/R1*Ui1其中R1=R2=Rf=30K五、实验电路图V402 Vrms V660 Hz 12 V 0? R5R693R3V2XSC130kΩ30kΩ12 V1120kΩG7TABCDU1U2R15R2220kΩ1030kΩV3OPAMP_5T_VIRTUALOPAMP_5T_VIRTUALXMM163 Vrms 1860 Hz 12V10? R412 V 410kΩV5R712 V 010kΩ0六、实验内容及步骤用运算放大器HA17741完成本次实验的设计题目——减法器。
减运算电路课程设计
减运算电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握减运算电路的基本原理和组成。
2. 学生能运用欧姆定律和基尔霍夫定律分析简单的减运算电路。
3. 学生能够识别并绘制减运算电路的原理图和电路图。
技能目标：1. 学生能够独立搭建并测试减运算电路，验证其功能。
2. 学生能够运用所学知识解决减运算电路相关的问题，如计算电压、电流等。
3. 学生能够通过实际操作，掌握常用电子元器件的使用方法和测试技巧。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发学习热情，形成积极探索的科学态度。
2. 学生通过合作学习，培养团队协作精神，提高沟通与表达能力。
3. 学生能够认识到减运算电路在日常生活和工程中的应用，增强对电子技术实用价值的认识。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为初中二年级学生，具备一定的物理知识和实验技能，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手操作能力和问题解决能力的培养。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识应用于实际电路分析，提高学生的电子技术素养。
二、教学内容1. 减运算电路的基本原理与组成- 介绍减运算电路的定义及其在电子技术中的应用。
- 讲解减运算电路的基本组成部分，如运算放大器、电阻等。
2. 减运算电路的分析方法- 欧姆定律和基尔霍夫定律的应用。
- 举例分析简单的减运算电路，推导输出电压与输入电压的关系。
3. 减运算电路的原理图与电路图绘制- 教授如何识别和绘制减运算电路的原理图和电路图。
- 分析实际应用中的减运算电路图，提高学生的识图能力。
4. 减运算电路的搭建与测试- 指导学生搭建减运算电路，熟悉常用电子元器件的使用方法。
- 进行电路测试，验证减运算电路的功能，并学会分析测试结果。
5. 减运算电路的应用实例- 介绍减运算电路在实际工程中的应用案例，如模拟信号处理、传感器信号调理等。
- 分析应用实例中减运算电路的作用和重要性。
模电课程设计加减法电路
1 设计任务描述1.1 设计题目：加法运算电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步聚，培养综合设计与调试能力； （2）学会利用运算放大器实现加减法电路；（3）学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法； （4）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1.2.2 基本要求（1）利用两级运算放大器实现321o 42i i i u u u u ++=（2）设计电路所需的直流稳压电源，要求包括整流、滤波、稳压。
1.2.3 发挥部分（1）由于同相加法电路存在共模电压，将造成几个输入信号之间的互相影响，所以本次设计我选用两级运放反相输入，在第一级运用反相输入的求和电路，在第二级采用双端输入式，从而实现课设要求的输出与输入的线性关系。
（2）在线性直流电源中，将普通的电容滤波更改为两个电容与一个电阻的π型滤波电路，增加对交流分量的滤除。
（3）在线性直流电源中，将一般的稳压电路改为固定式三端集成稳压器工作。
2 设计思路本次设计的课题是加法运算电路，其“加法”的含义是实现输出与输入的线性关系。
本次设计还要求设计为运算电路提供电源的线性直流稳压电源。
首先这次设计的重点是加法运算电路，我需要设计一个电路使得其输出电压与输入电压满足表达式。
为满足这一线性关系，我选用两级放大来实现。
经过一个学期的学习，我大致了解关于集成运算放大器的工作原理，而这次设计主要是关于运放的线性应用。
首先第一级放大电路中，由于同相输入存在共模电压，会造成几个输入信号之间的互相影响。
而反相输入式放大电路中，根据虚断的概念，同相位输入端的电位为零，相当于与地等电位，即“虚地”。
这样可保证运放输入端无共模信号。
在第一级运算放大器的反相端输入施加两个电压信号，从而达到两个输入电压与第一级运放的输出电压之间的线性关系。
然后将这一输出加到第二级运放的反相端，同时在第二级运放的同相端加入第三个信号源，实现双端输入式放大电路，这种电路的的特点是输入电阻大、输出电阻小。
集成运放中的加法和减法运算电路教案
ui3 = 0.4v ， R1 = 50 KΩ , R2 = 50 KΩ , R3 = 100 KΩ ,
学
R4 = 20 KΩ , RP = 10 KΩ
R5 = 25 KΩ ,
RF 1 = RF 2 = 100 KΩ ,
过
解：分析：电路由第一级的减法运算电路和第二级的加法运 算电路组合而成。可分步一步一步求解，先求出 u o1 ，然后将
u o = −(u i1 + u i 2 + u i 3 + u i 4 + L)
学 2、减法运算电路 （教学要求： 先提问：同相比例运算电路和反相比例运算电路 的结论是什么？） RF
ui 1 ui 2 R1 R2 R3 － + +
∞
uo
Δ
重
过
由叠加原理 （叠加原理是指在线性电路中， 任一支路的电 流是每一个电源单独作用时在该支路所产生的电流代数和） ： ui1 单独作用时（ui2 看成是接地，即 ui2=0）为反相输入比例运 算电路，其输出电压为：
u 2− = u 2+ = u i 2 u i1 − u i 2 = u1− − u 2 − = R1 (u o1 − u o2 ) R1 + 2 R2
2R2 (u i1 − u i 2 ) u o1 − u o2 = 1 + R1 第二级是由运放 A3 构成的差动放大电路，其输出电压为： R R 2 R2 (ui1 − ui 2 ) uo = 4 (uo 2 − uo1 ) = − 4 1 + R3 R3 R1 电压放大倍数为： uo R 2 R2 Auf = = − 4 1 + u i1 − u i 2 R3 R1
数电课程设计-简单加减运算电路的设计模板
沈阳工程学院┊┊课程设计设计题目：简单加/减运算电路系别自控系班级测控本091学生姓名学号指导教师职称讲师起止日期：2011 年8月29日起——至2011 年9月4日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：简单加/减运算电路系别自控系班级测控本091学生姓名学号指导教师职称讲师课程设计进行地点：B222任务下达时间：2011 年8 月29 日起止日期：2011年8月29日起——至2011年9月4日止教研室主任2011 年8月29日批准简单加/减运算电路的设计1简单加/减运算电路1.1设计目的（1）掌握1位十进制数加法运算电路的构成、原理与设计方法；（2）熟悉QuartusII的仿真方法。
1.2基本要求（1）实现二进制数的加/减法；（2）设计加数寄存器A和被加数寄存器B单元；（3）实现4bit二进制码加法的BCD调整；（4）根据输入的4bitBCD编码自动判断是加数还是被加数。
1.3发挥部分（1）拓展2位十进制数；（2）MC存储运算中间值；（3）结果存储队列；（4）其他。
2设计过程及论文的基本要求2.1设计过程的基本要求：（1）基本部分必须完成，发挥部分可以在已给的范围或自己寻找资料的范围内任选；（2）符合要求的设计报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计题目必须仿真通过，设计过程的资料草稿上交；（4）成绩的组成：考勤、每天任务的完成工作量、答辩情况、报告；2.2课程设计论文的基本要求：（1）蓝黑色或黑色钢笔或碳素笔书写，不允许用圆珠笔。
项目齐全、字迹工整，有条件的可以打印。
（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评定表、中文摘要、关键词、目录、正文（正文的具体要求按老师讲课要求）、总结及致谢、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
3时间进度安排沈阳工程学院数字电子技术课程设计成绩评定表中文摘要数字电子技术的迅速发展，为人们的文化、物质生活提供了优越的条件，空调、电子计算机等，都是典型的技术应用实例。
加减法运算电路课程设计说明书
目录1 课程设计目的 (3)2 课程设计设计和要求 (3)2.1设计内容 (3)2.2 设计要求 (3)3 设计方案................................................................................................ .3 3.1 设计思路................................................................................................ .3 3.2 工作原理及硬件框图.. (3)3.3 硬件电路原理图 (5)3.4 PCB版图设计……………………………………………………………………………… ..64 课程设计总结 (6)5 参考文献…………………………………………………………………………………… .71、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。
计算机组成原理八位原码加减法器电路课程设计
计算机组成原理八位原码加减法器电路课程设计是一个重要的课题，它涉及到计算机内部数字运算的实现方式。
在加减法器电路的设计中，我们需要考虑到输入数据的编码方式以及运算的性质。
在这个设计中，我们将使用八位原码进行加减法运算。
首先，我们需要明确输入的数据格式。
原码表示法是一种最直观的数值表示方法，它直接反映了数值的正负和绝对大小。
对于八位二进制原码，它的取值范围是-256到255。
在这个范围内，数值的大小和其对应的二进制表示之间的关系是简单的线性关系。
接下来，我们来看一下加减法器的电路设计。
由于我们需要进行的是加法和减法运算，我们需要使用两个不同的电路模块：加法器和减法器。
对于加法器，我们可以使用异或门和与门组合的方式来实现。
八位二进制数的异或运算具有"无进位"的性质，因此在需要加法运算时，我们可以通过异或门来实现逐位相加。
由于输入的数据是以原码形式给出的，因此在输出端需要进行一次模2取反操作，将加法结果转化为实际的数值大小。
这个过程可以用一个简单的逻辑表达式描述如下：C[7:0] = A[7:0] XOR B[7:0]D[7:0] = 255 - C[7:0]其中，C[7:0]是异或运算的结果，D[7:0]是实际数值大小。
对于减法器，我们同样可以使用异或门和与门来实现。
由于减法运算涉及到负数的情况，我们需要引入进位信号来处理负数减法的溢出问题。
具体的实现方式可以参考加法器的设计，只是在输出端需要进行一次模2加操作，将减法结果转化为实际的数值大小。
在进行电路设计时，我们还需要考虑到一些细节问题，比如输入输出端的延迟问题、电路的稳定性和抗干扰能力等。
这些因素都可能影响到电路的性能和精度。
因此，在进行电路设计时，我们需要充分考虑这些因素，并通过实验和测试来验证我们的设计是否满足要求。
总的来说，八位原码加减法器电路的设计是一个复杂而又重要的任务。
通过这个设计，我们可以更好地理解计算机内部数字运算的实现方式，也可以为更高级的计算机组成原理课程设计打下基础。
加减法运算电路的课程设计
加减法运算电路的课程设计一、课程设计的目的和要求目的：1.了解加减法运算电路的原理、组成和性能。
2.熟悉加减法运算器的制作和调试过程。
3.提高学生的实际操作能力和实验调试能力，培养学生的创新意识和动手实践能力。
要求：1.合理规划实验内容，注重实际操作能力和实验调试能力的培养。
2.严格遵守实验安全规范，确保实验安全。
3.要注意实验设备和器材的选择和使用，确保实验结果的准确性和可靠性。
二、课程设计内容分析1.实验器材与工具（1）基于 MAX232 芯片的调试板。
（2）示波器、数字万用表、电烙铁等工具设备。
（3）Bread board（面包板）、LED 灯、电阻、电容等元器件。
2.实验原理（1）MAX232 介绍。
MAX232 是 MAXIM 公司推出的一款 RS232 界面通讯 IC，用于将 RS232 电平转换成 TTL 电平，实现 RS232 与 TTL 电平的转换。
MAX232 由四个电容和两个 RS232/TTL 翻译器组成。
电容用于同步时钟，翻译器用于转换信号电平。
一个翻译器的输入电路连接 RS-232 端口，另一个翻译器的输入电路连接 TTL 设备。
MAX232 可以混合工作，因此，它可以用于将 RS-232 端口连接到 TTL 设备，也可以将 TTL 设备连接到 RS-232 端口。
（2）加减法运算电路介绍。
加法器和减法器都是数字电路中常见的电路。
加减法器是计算机中运算器的组成部分。
加法器实现两个二进制数的加法运算，减法器实现两个二进制数的减法运算。
加法器的电路一般都由若干个半加器或全加器级联而成。
半加器是只能处理两个一位二进制数的加法电路，全加器可以处理三个一位二进制数的加法电路。
减法器的电路有反馈减法器和补码减法器两种。
反馈减法器专门用于二进制的减法，补码减法器则可以处理加法和减法。
3.实验过程（1）加法器电路将半加器和全加器级联，构成一个 4 位的加法器电路。
在电路板上布线，使用电子设备进行连接。
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目录
1 课程设计目的 (3)
2 课程设计设计和要求 (3)
2.1设计内容 (3)
2.2 设计要求 (3)
3 设计方案................................................................................................ .3 3.1 设计思路................................................................................................ .3 3.2 工作原理及硬件框图.. (3)
3.3 硬件电路原理图 (5)
3.4 PCB版图设计……………………………………………………………………………… ..6
4 课程设计总结 (6)
5 参考文献…………………………………………………………………………………… .7
1、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
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
74LS283全
加器
74LS87反向
器
74LS175寄
存器
74LS175寄
存器
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CO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。
5、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。