北京工业大学课程设计报告书
学院机械工程与应用电子技术学院专业机械工程
题目八位二进制加法器
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指导教师
2017年5月
目录
一、摘要： (2)
二、电路原理图： (2)
三、工作原理分析 (3)
四、电路仿真和结果分析 (7)
五、电路的制作与实验调试 (8)
六、元器件选择 (12)
七、线路的改进意见 (12)
八、课程设计的收获和体会 (13)
九、思考题 (13)
十、参考文献 (13)
一、摘要
该电路将K3，K4设定的8位二进制数与74LS273中锁存的数相累加，并将结果通过发光二极管D1~D8显示出来。

K1为累加键，每按一次累加一次。

K2为清零键，用于将累加和清零。

二、电路原理图
三、工作原理分析
1、整体电路分析
整个电路由一个双T选频网络，半波整流器，低通滤波器组成。

由C1,R1隔直流，通交流，通过一个双T选频网络将特定频率（2kHz）的信号选出。

然后经过一个半波整流器，输出幅值为正的半波信号，再通过由C8,R10组成的低通滤波器，阻隔高频率信号，通过低频率信号，输出一个直流电压信号。

2、单元电路分析
1、电路组成：如图1所示，整个电路由一个8位高速寄存器、两个4位二进制全加器及一些电阻、电容、发光二极管组成，实现8位二进制累加器的功能。

2、单个元器件的性能
(一).74LS273 8位高速寄存器
(1). 74LS273是8位高速寄存器。

寄存器内有八个共用时钟信号的D 型触发器，寄存器有异步主复位信号输入端（低电平有效）。

这种芯片为20脚封装，引线之间距离为0.3ft
其特点如下：
8位高速寄存器；数据并行寄存共用时钟信号和主复位信号；输入箝位二极管限制端口高速效应
(2)．引脚符号名称
(3). 真值表
注：H=逻辑高电平；L=逻辑低电平; X=任意值.
(4).74LS273引脚图
(5). 简要分析说明：
74LS273是公用时钟信号和主复位信号的8位并行数据寄存器。

当输入端为低电平时，Q 输出端为低电平且与其他输入端无关。

在时钟信号由低电平向高电平跳变时刻，达到规定的建立时间和保持时间要求的D 端输入数据将被传送到Q 输出端。

74ls273引脚图引脚功能：74LS273是8位数据/地址锁存器74LS273是一种带清除功能的8D 触发器，1D ～8D 为数据输入端，1Q ～8Q 为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。

(二). CD4008 4位二进制全加器。

(1.) CD4008是4位二进制全加器。

其性能与特点如下：
有四个“和”输出端及一个平行进位输出端; CC4008与CD4008、MC14008可以互换使用; 主要用于二进制加法单元; 采用16条外引线封装。

(2). 原理分析：如图所示， CD4008是4位二进制全加器，能够计算4位加法。

32103210,,,,,,,B B B B A A A A 分别为各自由低向高的四位输入，
3210,,,S S S S 为四位和输出
(3). 真值表 如下
(4) .CD4008引脚图
四、电路仿真和结果分析
1、Multisim仿真电路图：
2、仿真结果：
当K3，K4控制的八个开关控制两个级联的二进制加法器CD4008（高电平为1，低电平为0），输入八个二进制数，并与寄存器74LS273中锁存的数相累加，由于开始时，寄存器中的数00000000，所以累加完之后即为最后结果，结果由八个发光二级管显示，由于八个发光二级管采用共阳极接法，所有当二极管负极为低电平时，其发光，负极为高电平时，达不到开启电压，二极管不发光。

K1键为累加键，每按一次累加一次，由于寄存器74LS273是公用时钟信号和主复位信号的8位并行数据寄存器。

1D～8D为数据输入端，1Q～8Q为数据输出端，上升沿触发，当输入端为低电平时，Q输出端为低电平且与其他输入端无关。

在时钟信号由低电平向高电平跳变时刻，达到规定的建立时间和保持时间要求的D端输入数据将被传送到Q输出端，当开关闭合时，时钟信号有一个上升沿，此时寄存器所存把数据，闭合时为高电平。

除此之外，电路还有一个K2键，它负责电路的清零工作，由于寄存器74LS273
的结构，它是低电平清除，即0时，将Q输出端全清为零，由于二极管采用共阳极接法，所以闭合K2之后，发光二级管会全发光。

五、电路的制作与实验调试
1.电路正面图及反面图：
2.调试电路结果及分析接通电源
输入00001001
累加一次
累加两次
累加三次
六、元器件选择
七、线路的改进意见
八．线路的改进意见：
由于开关K1为累加键，每按一次累加一次，有时会出相累加两次的情况，使结果出现错误，为了防止这种情况，可将K1中的开关与电容并联，这样可以有效地防止触发两次，使电路的时钟信号更稳定。

如图所示：
八、课程设计的收获和体会
这次课程设计让我直观地认识到了加法器的结构，对电路版的制作有了更深的理解。

通过这次课程设计，我第一次对一个电路进行完整的从分析，仿真，制作到调试的学习。

我认为这比我在图书馆研究一个月的收获更大。

最后完成后的成就感也是难以言表的。

我也能解决一些实际操作中遇到的问题，对我的理论水平和操作技术都是莫大的提升。

九、思考题
（1）．如何修改电路可以使累加器可以显示溢出的情况？
（2）开关K3和K4不要上拉电阻行不行？为什么？
答：
（1）为了使累加器可以显示溢出的情况，只需要把溢出位如原电路图一样，在左边的加法器输出端接一个放光二极管和电阻，并接上5V电源，此时，就可通过发光二级管的亮灭来显示溢出的进位。

（2）不行，因为开关K3，K4如果不要上拉电阻，则5V电源将直接和大地相连，此时由于电源是理想电源，则一旦如此连接，电源将烧毁，所以，不能不要上拉电阻。

十、参考文献
施良驹《集成电路应用集锦》电子工业出版社，1988，6
何希才，白广存《最新集成电路应用300例》科学技术文献出版社，1995 庄效恒，李燕民《模拟电子技术》机械工业出版社，1998，2。