北京交通大学数电实验报告(最终版)

中频自动增益数字电路设计实验报告

学院：电子信息工程学院

班级：你猜

姓名：学渣2号

学号：你再猜

指导老师：伟大的佟老师

完成时间： 2013.12.11

目录

一、设计要求 (3)

1.1基本要求 (3)

1.2发挥部分 (3)

二．实验设计 (3)

2.1实验一《用加法器实现2位乘法电路》 (3)

2.1.1 实验原理与分析 (3)

2.1.2 仿真电路与分析 (5)

2.1.3数码管显示电路（以后不再重复） (5)

2.2实验二《用4位加法器实现可控累加（加/减，-9到9，加数步长为3）电路》. 7

2.2.1实验原理与分析 (7)

2.2.2仿真电路与分析 (11)

2.3 《用4位移位寄存器实现可控乘/除法（2到8，乘数步长为2n）电路》 (12)

2.3.1设计方案及论证 (12)

2.3.3电路整体架构及仿真效果 (16)

2.4《用A/DC0809和D/AC0832实现8k～10k模拟信号和8位数字信号输入，模拟信号

输出的可控乘/除法电路》 (17)

2.4.1 实验原理与分析 (17)

2.4.2 仿真电路与分析 (20)

三．实验感想 (20)

四．参考文献 (20)

一、设计要求

1.1基本要求

（1）用加法器实现2位乘法电路。

（2）用4位加法器实现可控累加（加/减，-9到9，加数步长为3）电路。

（3）用4位移位寄存器实现可控乘/除法（2到8，乘数步长为2n）电路。

1.2发挥部分

（1）用A/DC0809和D/AC0832实现8k～10k模拟信号和8位数字信号输入，模拟信号输出的可控乘/除法电路。

（2）设计一个电路，输入信号50mV到5V峰峰值，1KHZ～10KHZ的正弦波信号，输出信号为3到4V的同频率，不失真的正弦波信号。精度为8位，负载500Ω。

（3）发挥部分（2）中，若输出成为直流，电路如何更改。

二．实验设计

2.1实验一《用加法器实现2位乘法电路》

2.1.1 实验原理与分析

在这个实验中，输入输出较为简单，因此可通过真值表，快速推倒出电路结构。

IN1 IN2 OUT

0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 1 0

0 1 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 0 0 1

1 0 1 0 0 1 0 0

1 0 1 1 0 1 1 0

1 1 1 1 1 0 0 1

表格2-1-1真值表

通过对OUT的各个位的分析，可以看出，用一个加法器，就足以达到实验效果。

根据二进制数的乘法公式，设两位二进制分别为A1、A0和B1、B0，输出从高位到低位依

次为S3、S2、S1、S0，其中S0=A0*B0，S1=A0*B1+A1*B0，S2=A1*B1+S1可能产生的进位，

S3=S2可能产生的进位。其中两数相与可以用74LS08（两输入四与门）实现，而加法可以用

74LS283（四位二进制超前进位全加器）实现。

这种方法有几点好处：①只需要两个芯片，好连接，省成本

②S3不需要再次连接电路，只需要进行空置，等待S2的进位，减

少了问题诞生

③不用使用CO和CI

2.1.2 仿真电路与分析

图2-1-1 仿真电路

S1=A0*B0异或0

S2=A1*B0异或A0*B1+进位

S3=A1*B1异或0+进位

S4=进位

S4——S1为从高到低位

A0、A1、B0、B1可接高电平或低电平，0为低位，1为高位。

2.1.3数码管显示电路（以后不再重复）

基本显示电路采用74LS185（二进制BCD转换器）和74LS47（七段译码器/驱动器）。

74LS47与数码管的连接方式，以及其数码管十六进制显示对应图形如下图2-1-2到2-1-5所示：

图2-1-2 7447原理图

图2-1-3 7447管脚图图2-1-4 BCD连接图

2-1-5 74185管脚图

通过以上管脚图，我们可以组装出我们的显示电路。由于MULTIZIM仿真软件，对于数码管是直接封装好的，因此我们不再展示仿真的显示电路。在试验箱上和电路的实际操作中，我们也将显示电路分出，依次将各个实验电路与显示电路相连接。

2.2实验二《用4位加法器实现可控累加（加/减，-9到9，加数步长为3）电路》2.2.1实验原理与分析

先进行整体的结构分析。实验要求，先控制每次的步长，选择加法或者减法，再对数字开始加减。

因此，我们可以一步一步进行。

首先，我们先决定设计一个控制步长的电路。我们拟采用移位寄存机，即74LS195，是一个单向的移位寄存器。这个寄存器在数电课本上出现的较多，我们使用的也很顺手。

在此，我们可以列出想要达到的效果，以及实现的方法。

9 1 0 0 1

6 0 1 1 0

3 0 0 1 1

表格2-2-1 真值表

左侧是数字的十进制值，右侧则是它的二进制值。由于我们使用的是74LS195，我们很难通过向右移位得到该结果。不妨换个思路，我们将高低位调换，会得到以下效果。

9 1 0 0 1

6 0 1 1 0

3 1 1 0 0

表格2-2-2 真值表2

我们可以清晰地发现，由9变为3，只需要进行向右移位，再将左边填一个1,；

由3变6，只需要再次右移动，左边填一个0；

最后，想再从6变9，没有办法，只能进行清零，重新回到预置状态。

因此，我们将9进行预置，A-D输入 1 0 0 1，将J K与Q0 Q3相连（用来控制最左端填充的数字），再对预置状态进行控制，当输出到6的时候重新预置，即可得到想要的效果。芯片的工作表如下：

图2-2-1 75LS195功能图

管脚图如下：