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1数字加法显示器班级：姓名：学号：小组成员：日期：年月日2一、设计目的--------------------------------------------（3）二、设计要求--------------------------------------------（3）三、方案论证与比较-----------------------------------（3）四、设计原理--------------------------------------------（3）1.设计原理：------------------------------------------（3）2.电路图：---------------------------------------------（4）（1）仿真总电路：------------------------------------（4）（2）Protel总电路图：------------------------------（4）（3）PCB总图：---------------------------------------（5）（4）输入端与加法器：------------------------------（5）（5）比较器：------------------------------------------（6）（6）译码器与数码管：------------------------------（6）（7）逻辑门及其功能：------------------------------（6）五、硬件制作与调试-----------------------------------（7）1.实验材料：----------------------------------------（7）2.电路板的制作：----------------------------------（7）3.电路板的调试：-----------------------------------（7）4.电路存在问题及其改进：-----------------------（7）六、设计小结--------------------------------------------（7）七、参考书目--------------------------------------------（8）3一、设计目的根据所学知识和技能，设计一个四位数字加法显示器。1)设计数字加法器，了解数字加法器所需元件，以及各元件功能。2)熟悉所设计电路的仿真，并掌握电路板的初级焊接技术。。3)掌握数字电路等的排版、安装和调试；也可尝试制作PCB板。4)了解加法器，比较器，译码器的逻辑电路基本功能以及其运用。5)了解各芯片的基本使用与注意事项。二、设计要求通过运用所学的知识和技能，设计一个数字加法器，完成下列要求：1)设计一数字加法器使输入的两个四位二进制数相加结果与10（（1010）2）比较，结果小于10（（1010）2）时输出十进制结果；当结果大于或等于10（（1010）2）时不输出。2)完成所设计电路的仿真，或者使用PCB板的制作、打印、打板、腐蚀。3)完成数字加法器电路焊接的排版，安装和调试。4)书写设计报告，上交电路板并进行电路答辩。三、方案论证与比较方案一：在电路中波动开关输入两数与规定的数10（（1010）2）时，这时只经过加法器（74ls283），比较器（74ls85），译码器（74ls48）后直接输出该数的十进制并在数码管上输出。例如输入0010和0011则输出数码管输出5。方案二：当电路中由波动开关输入两个二进制数经加法器相加后与比较器比较大于或等于10（（1010）2）小于十六时经过与非门而控制译码器使译码器u工作而不输出。例如输入0111+0111=1410而不输出。当电路中由波动开关输入两个二进制数经加法器相加后大于十六时，加法器将会有进位，此时非门控制译码器的使能端使译码器不工作而不输出。例如输入1100+1100=2416，此时有进位而不输出。方案比较：通过方案一和方案二的比较明显得出方案二好。方案有考虑大于十和有进位（大于16）的情况。四、设计原理与电路图1.设计原理：电路由八个波动开关控制加法器的输入，实现输入的两个四位二进制数的输入，经加法器（74ls283）输出两数之和并分别成为比较器（74ls85）和译码器（74ls48）的输入，与比较器规定的10（（1010）2）比较，当结果小于10（（1010）2）则由比较器（74ls283）控制译码器（74ls48）的使能端，则译码器工作，数4据经译码器7448译成十进制数由七段共阴数码显示器显示输出的数字，例如：输入0001+0101，结果与比较器比较小于10则数码管输出显示6；当结果大于或等于10（（1010）2）时译码器使能端控制译码器不工作，则结果不输出。例如0101+0101=10，则不输出，0110+0111=1310则不输出。2.电路图：1）仿真总电路：2）Protel总电路图：53）PCB总图：4）输入端与加法器：由八个波动开关控制电路的输入并经加法器后输入一位四位（S1,S2,S3,S4）二进制。65）比较器：将从74ls283加法器输出的数作为比较器的输入，并与10比较，结果有大于等于小于情况。6）译码器与数码管：经过7485比较器比较后的结果与10比较后经过译码器7448输出并与七段数码管S10连接后直接输出十进制数。7）逻辑门及其功能：右图中的非门74ls04主要是用于加法器的进位即当数大于16时不输出，图中与非门74ls00主要是当数小于10时要将数值输出。7五、硬件制作与调试1.实验材料：加法器（74ls283）一个，比较器（74ls85）一个，译码器（74ls48）一个，电路板一块，8个波动开关，十六脚插槽3个，十四脚插槽2个，导线若干。PCB版时还要准备油纸，砂纸，铜箔，三硫化铁等材料。2.电路板的制作：（1）根据设计原理电路图合理排版好，依据排版图焊接电路，若有遇到跳线则在版正面跳线，焊接好后用万用表先对电路进行初步调试即检测是否有短路或者虚焊等电路常见问题。（2）同时也进行PCB板的画图准备，双管齐下，以防焊接的电路电路不可用，PCB版时运用protel等知识或者查阅相关资料制作PCB版。3．电路板的调试：焊接好电路后用电池等直流电源对电路板进行调试，测试一下电路是否符合要求，如果电路调试不可以则找出原因并进行相应改正，直至电路出现预期效果。4．电路存在问题及其改进：问题一：电路焊接过程中出现虚焊等问题。改进方法：在焊接过程中先排版好，一步一步来，然后，烙铁要保持一定热度，否则就可能出现以上问题。问题二：电路焊接过程中会出现多处跳线，很容易发生短路现象。改进方法：在画PCB电路图时在跳线处先给相应跳线位置空出位置，以保证不会发生碰触，从而避免电路短路。问题三：在PCB版电路中可能由于电路图导线设置过小而发生断路，导致电路无法正常工作。改进方法：在PCB中先对电路中的各线路进行设置，接地和电源的相对粗些，其他也设置粗些，确保不会断路。问题四：共阴共阳数码管未分清楚，而造成电路无法正常显示相应数字。改进方法：在接数码管时使用插槽，事先对数码管进行测试为共阴还是共阳。问题五：在PCB版时数码显示器不显示。改进方法：将接于译码器与数码管之间的电祖卸掉，用导线连接上就可。六、设计小结本次实验设计与以往不同不像大一时老师直接把排版图给我们，我们直接焊接。这次是给个题目然后自己设计方案并自己排版，自己焊接，而且这次和组员还使用了PCB版制作电路，对自己本身是一个突破也是自己对课程的肯定。从本次实验中也学到了很多书本上学不到的内容，感受颇深。不仅从理论上掌握了很多，同时也加强了自己的实践动手能力和处理能力。特别是焊接电路过程中应该注意的事项，更是加深印象。在制作电路时还懂得了巧妙解决问题会是一种很好的事，遇到问题先思考而不要盲目的就放弃或者不用，而应该分析问题找到出出问题之处，而合理运用所学过的知识巧妙的解决问题。8七、参考书目1.《数字电子技术基础》2.《电子技术从零开始》3.《实用数字电子技术》4.