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1、十翻二课程设计第二篇 数字电子技术应用课题设计 课题一 十翻二运算电路设计 一、简述 人们在向计算机输送数据时，首先把十进制数变成二十进制数码即 BCD 码， 运算器在接受到二一十进制数码后，必须要将它转换成二进制数才能参加运算。这 种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。 例如：125 一0001，0010，0101一1111101 十翻二运算的过程可以由下式看出：125=(0x10+1)x10+2x10+5 这种方法归纳起来，就是重复这样的运算：Nx10+SN 其中 N 为现有数(高位数)，S 为新输入数(较 N 低一位的数)，N 的初始值取“0”， 二一十进制数码是由高位开始
2、逐位输入的，每输入一位数进行一次这样的运算， 直至最低位输入，算完为止。 十翻二运算的实现方法从运算式 Nxl0+S 来看可分二步，如方法 I： 第一步 N 乘 5，即 Nx5=Nx 4+N 第二步乘 2 再加 S，即(5N) x2+S=10N+S 方法： 第一步 N 乘 10，即 Nx 10=Nx 2+Nx 8 第二步加 S，即 10N+S 因为二进制数乘“2”，乘“4”，乘“8”，只要在二进制数后面补上一个“0”、 两个“0”或三个“0”就可以了，所以利用这个性质可以有多种方法实现乘“10运 算。 图 2.1.1 十翻二运算电路框图 在实现运算的两个步骤中，都有加法运算。因此就要二次用到加
3、法器(全加器)。 实现的电路可以用一个全加器分二次来完成，也可以用两个全加器一次完成。故实 现十翻二运算的电路也各有不同。 十翻二运算电路的框图如图 2.1.1 所示。 二、设计任务和要求 用中小规模集成电路设计十翻二运算逻辑电路，具体要求如下： 1具有十翻二功能。 2能完成三位数十进制数到二进制数的转换。 3能自动显示十进制数及二进制数。 4移位寄存器选用八位移位寄存器。 5具有手动和自动清零功能。 三、可选用器材 1NET 系列数字电子技术实验系统 2直流稳压电源 3集成电路：74LS74、74LSl47、74LSl64、74LSl83、74LSl94、及门电路 4显示器 CL002 5电
4、阻、电容 6按键及开关 四、设计方案提示 根据课题的任务和要求，我们先设计十翻二运算电路。十翻二运算为 ION+S N 的过程，因此，根据图 2.1.1 的框图可得出两种方法实现十翻二的逻辑框图， 框图如图 2.1.2 和图 2.1.3 所示。图中，全加器可选用 74LSl83 双全加器，进位触 发器 FFc 选用 D 触发器，乘“2”，乘“4”，乘“8”运算也可以用 D 触发器。 寄存器 JN 和 JS 是用来存放二进制数字的，且可以实现移位功能，这里可选用 74LSl64 八 D 串人并出移位寄存器作为 JN。JN 位数是八位的，且最高位为符号位。 JS 可以选用 4 位的可预置数双向移位
5、寄存器 74LSl94。 为使十进制数转换成二十进制数，这里可选用数据编码器来完成这一任务， 如 74LSl47 10-4 线 BCD 码优先编码器。 二进制数字的显示可以用 LED 发光二极管指示，十进制数字的显示用七段 LED 译码显示组件 CL002。 数据的自动运算，需要一个控制器，这控制器实际上就是给 JN、JS 发自动运算 的移位脉冲信号。根据移位寄存器的字长为 8 位，则控制器要发 8 个移位脉冲信号 给移位寄存器。 数据的自动置数，由一个脉冲控制，在输人数据时产生。一次运算结束后，有 关寄存器及乘“2”，乘“4”，乘“8”等触发器需进行清零，也要一个脉冲，其时 序如图 2.1.
6、4 所示。 五、参考电路 根据设计任务和要求，十翻二运算参考逻辑图如图 2.1.5 所示。 六、参考电路简要说明 195 1当把总清 K 按下，JN、JS 及所有进位触发器和控制触发器等处于“0”状态。 2当输人数字 09 时，即按下 09 任何一键，将使控制触发器 Q 翻转为 1 状态，从而使扭环形计数器在准工作状态。按键的同时，经 74LSl47 编码，这时在 196 BCD 码，并通过与非门 1、或门 2，使 74LSl94 的 Mi 端从 01(这 Y3 Y0 端输出 实际上就是置数脉冲 t1)，M1=1 就将 Y3Y0 置人 74LSl94 JS 移位寄存器中，JS 的数 码又通过
7、CL002 进行显示，这实际上就是产生置数脉冲。 例如：按下“1”键，则 74LSl94 的 QAQD 为 0001，数显显示 001，控制触发 器为 1 状态。 3当按下的键抬起后，74LSl94 的 M1 端从 10，这时 74LSl94 具有移位功能， 而 74LSl64 组成的扭环形计数器也开始计数，并经或门、与门产生运算的移位脉冲 PtE，使得 JN 和 JS 都通过移位脉冲移位，进入全加器进行 10N+S 的操作，完成十翻 二的运算。 4当运算脉冲发送完后(一次发 8 个移位脉冲 PtE)，则产生第九个脉冲 t2，结 束这次的运算。t2 使得进位触发器和控制触发器均清 0，为第二次
8、输人数据作好准 备。 5当第二次按下键后，同上次一样，JS 存人所按键号的二一十进制数码，并 通过 LED 数码管显示，第一次按下的数字已向前移一位，这次数字显示在最低位。 手键抬起后，扭环形计数器开始工作，发 PtE 脉冲，使得 JN 参与运算。并把两次所 按的数通过 10N+S 运算送到 JN 寄存器中。PtE 和 t2 的产生时序波形见图 2.1.4。 6第三次按下某数，先产生置数脉冲置数，然后运算和清零，其道理同上。 7JN 是通过后面加三位触发器完成 10N 的功能。 8由 555 时基电路中的 Rw 调节运算速度。 9图 2.1.5 十翻二逻辑电路参考图中，有些 IC 电路电源和地没有画出，请读 者自己注意。 10JN 为二进制数，用 LED 发光二极管显示,中间每次运算结果显示也均为二 进制数，LED 显示直接用实验系统上的显示，输入“1”信号，LED 灯亮，输入“0” 信号，LED 灯灭。 197 图 2.1.5 十翻二运算电路参考逻辑图
