HarbinInstituteofTechnologyHarbinInstituteofTechnology数字电子技术基础大作业数字电子技术基础大作业课程名称：数字电子技术基础Ⅱ设计题目：四位二进制计算器院系：班级：设计者：宇之翔LEO学号：指导教师：设计时间：2015年12月-2016年1月作者声明：本大作业是本人在考试之前花费大量时间完成的，之前在网上也可以相关的文章和做法，但是水平不是很高，而且存在很多错误，我在参考的时候也受到许多误导，最终在本人汇总和潜心钻研后总结出一篇较完整、较准确的文章。考虑到我完成作业时受到的各种辛苦，特将这份资料分享给大家。仅供参考，有问题可以给我提！由于含有本人大量的心血，所以需要的也偏高，希望各位理解！完成劵作业对你们的帮助更是巨大的，希望对你们有所帮助，解决令人头疼的作业！另外，目前除法计算器的电路设计过于复杂且难度较高，尚无法完成，资料也查阅不到，有完成者可以与本人交流！哈尔滨工业大学一、设计目的和要求本次大作业是在学完本门课程后，对所学知识的综合性考察和对思维的锻炼。通过本次作业，灵活运用学过的数字电子元器件和数字电子技术等方面的知识，完成从设计、选片、连线、调试、排除故障到实现一个数字系统的全过程。本次作业我选择设计四位二进制的计算器，使用Multisim软件进行设计和仿真，最终实现四位二进制数的加、减、乘的目的，并能够通过数码显示管将输入的数字和输出的运算结果显示出来。二、设计方案1.设计综述此计算器分加减区和乘法区，通过开关选择运算方式，选择加减法区，则乘法区的数码管为清零状态，通过控制开关置数，在加减法区数码管显示输入和运算结果：选择乘法区，则加减法区的数码管为清零状态，通过控制开关置数，在乘法区数码管显示输入和运算结果。在加减法区中，通过开关选择加、减运算方式，分别在数码管中显示输入和运算结果。2.系统方框图置数置数三、各部分计算器电路的设计和仿真1.加法计算器器电路如图1所示，这是加法器最简单的电路，也是本次设计的核心电路部分。加减法、乘法分区选择乘法运算加减法运算加减运算选择加法运算减法运算乘法区显示输入和运算结果加减法区显示输入和运算结果哈工大数字电子技术基础大作业——计算器的设计图1（1）输入置数通过控制左边的8个开关连接高低电平来对两个四位二进制数置数，上面4个为第一个四位二进制数，下面4个为第二个四位二进制数。置数电路如右下图2所示：（2）加法运算电路通过中规模四位全加器74ls283进行两个数的加法运算，输出结果为二者的和。（3）输入输出译码显示电路通过共阳极数码管和74ls47译码器组成显示电路，将输入和输出接到74ls47译码器中，数码管便可以显示数字。但是当和大于10的时候，输出结果显示的是十六进制中对应的图案，还需查表进行识别，可读性比较差，还需要进一步改进。但是加法器初具功能。仿真结果如下图3所示：图2图32.加法计算器器改进电路当大于9的时候要加六转换才能显示成我们熟悉的十进制数，所以进行如下设计，通过两位数码管分别表示十位和个位，便可增强可读性。增加一片74ls283、门电路和一组数码管译码电路，通过真值表得出逻辑电路，对原来的那片74ls283大于9的数进行“加六”设计，并且给增加的全加器进行“置一”来表示进位。电路图如图4所示：图44/10哈工大数字电子技术基础大作业——计算器的设计仿真结果如图5所示：图53.减法计算器电路及加减计算器电路（1）减法计算器电路对于减法，只需利用原补码的知识，在减数置数端通过异或门74LS86对输入的数B求其反码，并将进位输入端接逻辑1以实现加1，由此求得B的补码。当被减数大于减数时，二者相加结果为正数补码，即为原码。图6（2）加减计算器电路及转换对于加减运算的转换，使用开关即可。当异或门的下方另一端子接高电平时，异或运算结果为B的反，即进行减法运算，当异或门的下方接低电平时，异或运算结果为B，即进行正常的加法运算。电路图如图6所示。仿真结果如下图7、图8所示：5/10哈工大数字电子技术基础大作业——计算器的设计加法：图7减法：图84.乘法计算器电路：乘法计算器电路图如下图9所示：图96/10哈工大数字电子技术基础大作业——...
