四位二進(jìn)制減法器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馮媛莉+楊陽(yáng)

摘 要：集成芯片以其高集成化的特點(diǎn)，大量應(yīng)用于當(dāng)今的學(xué)習(xí)與生活中。而傳統(tǒng)的電路遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足越來(lái)越復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)要求。因此出現(xiàn)了EWB。EWB是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的仿真軟件，可以幫助完成設(shè)計(jì)電路的仿真。文中使用了LED、74LS48、七段譯碼器等實(shí)現(xiàn)了四位二進(jìn)制減法器的設(shè)計(jì)，并通過(guò)EWB進(jìn)行仿真與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)的減法計(jì)算，并通過(guò)4個(gè)LED顯示出來(lái)。

關(guān)鍵詞：74LS48；EWB；四位二進(jìn)制減法器；電路仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TP332.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）10-00-01

0 引 言

目前，隨著社會(huì)的進(jìn)步與信息技術(shù)的高速發(fā)展，高集成化已逐步滲入到各個(gè)領(lǐng)域。高效率、高品質(zhì)的生活狀態(tài)也是我們的追求。電路設(shè)計(jì)也追求高集成化，高效率化。傳統(tǒng)的費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的電路設(shè)計(jì)當(dāng)被舍棄。本文使用EWB和74LS48等完成了四位二進(jìn)制的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省時(shí)間、節(jié)約成本并且節(jié)約勞力的目標(biāo)。

1 總體方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)使用EWB[1]進(jìn)行仿真，使用74LS48、七段譯碼器、LED、開(kāi)關(guān)、異或門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)等。電路按功能[2]分為三個(gè)部分：

（1）減數(shù)部分：減數(shù)變成補(bǔ)碼（原碼取反加1）[3]；

（2）被減數(shù)部分：被減數(shù)與減數(shù)的補(bǔ)碼相加[3]；

（3）差部分：被減數(shù)減減數(shù)的結(jié)果顯示[3]。

四位二進(jìn)制減法器[4-6]的總體仿真圖如圖1所示。

2 被減數(shù)模塊的設(shè)計(jì)

本模塊由開(kāi)關(guān)、74LS48、VCC（+12 V）、GND、七段譯碼器構(gòu)成，用開(kāi)關(guān)控制輸入信號(hào)（被減數(shù)），5、6、7、8從高位到低位[3]，用74LS48和七段譯碼器構(gòu)成顯示電路[4-6]。四位二進(jìn)制減法器的被減數(shù)模塊的仿真圖如圖2所示。

3 減數(shù)模塊的設(shè)計(jì)

本模塊由開(kāi)關(guān)、74LS48、VCC（+12 V）、GND、七段譯碼器、異或門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)構(gòu)成。用開(kāi)關(guān)控制輸入信號(hào)（減數(shù)），1、2、3、4從高位到低位，將輸入信號(hào)的原碼變成補(bǔ)碼[3]供計(jì)算使用，用74LS48和七段譯碼器構(gòu)成顯示電路[4-6]。四位二進(jìn)制減法器的減數(shù)模塊的仿真圖如圖3所示。

4 差模塊的設(shè)計(jì)

本模塊由VCC（+12 V）、GND、七段譯碼器、74LS48、LED構(gòu)成。從右到左依次是從高位到低位[3]，并用74LS48和七段譯碼器構(gòu)成顯示電路[4-6]。四位二進(jìn)制減法器的差模塊的仿真圖如圖4所示。

5 實(shí)物圖模塊

5.1 實(shí)物圖的元器件清單及功能

實(shí)物圖的元器件清單及功能[7]如表1所示。

5.2 模塊組成

本模塊由一塊數(shù)電板、兩塊面包板、74LS86、74LS32、74LS00、74LS04、小燈泡、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)[7]構(gòu)成。四位二進(jìn)制減法實(shí)物圖如圖5所示。

6 結(jié) 語(yǔ)

四位二進(jìn)制減法器使用EWB對(duì)電路圖進(jìn)行仿真，按功能分為減數(shù)模塊、被減數(shù)模塊、差模塊。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、邏輯思維清晰，實(shí)現(xiàn)了方便、實(shí)用、簡(jiǎn)單、易操作、節(jié)約資源的特點(diǎn)。免除了直接使用實(shí)物進(jìn)行操作的復(fù)雜性、易錯(cuò)性。

參考文獻(xiàn)

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