基于74LS系列芯片的十进制加减法器设计与Multisim实现

本课程设计旨在让学生深入理解并应用数字逻辑电路理论，具体涉及十进制加减法器的设计。设计项目围绕淮阴师范学院物理与电子电气工程学院09级11班测控技术与仪器专业的学生，由王留成和潘建两位教师指导，进行于2011年5月的学习实践。 课程的核心是利用74LS283或4008芯片作为基础元件，结合4个异或门（通过74LS86实现）构建减法电路，以及74LS08芯片设计3输入或门实现加法电路。设计过程包括以下几个关键步骤： 1. 设计指标：学生需掌握数字逻辑电路设计的基本方法，理解加减法器、编码器和译码显示的工作原理。此外，设计要求通过十个按键（代表0-9和加减符号）输入数据，一个开关控制加减运算的选择，并在数码显示管上实时显示结果，锻炼问题解决和分析能力。 2. 设计方框图：课程设计以二进制加减运算原理框图为基础，展示了如何将二进制数转换为十进制，根据选择的加减运算，通过电路将输入数据处理后在显示器上显示结果。 3. 元器件介绍：采用Multism8这样的虚拟软件进行电路设计和调试，涉及的具体硬件有74LS283/4008芯片作为数据处理核心，74LS86实现减法运算中的异或门操作，以及74LS08作为加法运算的3输入或门。 4. 设计原理：加法器部分，通过开关控制输入的数字，利用74LS08的或门操作，实现A+B的加法运算。减法器则需要先通过异或门得到B的补码，然后与A相加，借助加法器的进位信号判断是否需要借位，最终得到A-B的原码。 在整个课程设计过程中，学生不仅会提升数字电路的实际操作技能，还能够加深对二进制与十进制转换、逻辑门功能、以及加减运算基本原理的理解，这对于未来从事电子工程相关工作具有重要的实践价值。