课程设计BCD加法器设计

BCD加法器设计

1．整机设计

通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路的过去状态无关。因此，组合电路的特点是无“记忆性”。在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。所以各种功能的门电路就是简单的组合逻辑电路。

组合电路的输入信号和输出信号往往不只一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表，卡诺图和逻辑图等几种。

组合逻辑电路分析的任务是：对给定的电路求其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。分析一般分为一下几个步骤：

（1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式，简历输入和输出之间的关系。

（2）列出真值表。

（3）根据对真值表的分析，确定电路功能。

3.组合逻辑电路的设计方法。

组合逻辑电路设计的任务是：由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。

一般设计的逻辑电路的过程如图：

（1）通过对给定问题的分心，获得真值表。在分析中要特别注意实际问题如何抽象为几个输入变量和几个输出变量直接的逻辑关系问题，其输出变量之间是否存在约束关系，从而过得真值表或简化真值表。

（2）通过卡诺图化简或逻辑代数化简得出最简与或表达式，必要时进行逻辑式的变更，最后画出逻辑图。

（3）根据最简逻辑表达式得到逻辑电路图。

整机的功能框图见下图1-？？

1.十-二进制编码器

在电路输入端按下代表0~9的任何一个按钮开关，在输出端，LED就会显示与该十进制数对应的二进制数值。任何时刻只允许输入一个有效信号。

按照被编码信号的不同特点和要求，有二进制编码器、二-十进制编码器、优先编码器之分。一下着重介绍二进制编码器和BCD编码器。

将十进制数0~9这10个信号编成二进制代码的电路叫二-十进制BCD编码器。它和二进制编码器特点一样，任何时刻只允许输入一个有效信号。

本项目的任务是要实现一个十进制8421BCD编码器，因输入变量相互排斥，可直接列出编码表如表2-2所示。将表中各位输出码为1的相应输入变量相加，便可得到编码器的各输出表达式：

根据以上逻辑表达式可以绘制出8421BCD码编码器的逻辑电路，如图2-3所示。

2二进制加法器

1.工作原理

（1）半加器。其真值表如表2-14所示。

根据真值表，可以推导出逻辑表达式

S=A⊕B

C out=A·B

半加器的原理图如图2-14所示：

（2）全加器。其真值表如表2-15所示。

验证逻辑关系。

推出其S逻辑表达式为：

实验需要的是4位二进制加法器，可以使用全加器进行级联得到，级联的电路见图2-16.

BCD校正器

bcd码是十位二进制码, 也就是将十进制的数字转化为二进制, 但是和普通的转化有一点不同, 每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码,对应关系如下: 十进制0 对应二进制0000 ;十进制1 对应二进制0001 (9)

1001 接下来的10就有两个上述的码来表示 10 表示为00010000 也就是BCD码S A B

=⊕

()1

C M A B

=⊕⋅

是遇见1001就产生进位,不象普通的二进制码,到1111才产生进位10000

二进制数到BCD码的转换遵循一个简单的公式，当4位二进制数大于9时，对这个数加6，高位进1.

LED译码显示

LED驱动显示使用专用的驱动芯片CD4511，这个芯片内部把输入的BCD码转换为7段数码管的驱动逻辑组合，在数码管上显示BCD的数值。CD4511的内部逻辑真值表见表2-？？，芯片的接线方法见图2-？？。