八位二进制累加器 下载本文

五. 整体电路工作原理及EDA仿真和结果分析:

整个电路为一个八位二进制累加器,主要部件为两片CD4008,即四位二进制累加器,一片74LS273,即十六位二进制寄存器,其余的为电阻电容等一些元器件。 整体仿真的电路如下:

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。

另外,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,但有一个尖端,仍在高电平范围内,如图:

当开关闭合与断开时,用示波器显示结果如下(5V):

举例说明:

如图所示,K3,K4设定八个二进制数0000,0001,输入到两个加法器的输入端由于寄存器开始时锁存的数为0000,0000,累加之后,结果为0000,0001,结果输送到寄存器的Q输出端,如图所示,只有为1的那个发光二级管不亮,其余的七个由于两端电压能达到开启电压,所以正常发光如图所示:

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。

如果此时按下开关K1累加键,则此时输入的0000,0001将与寄存器中锁存的0000,00001,相加,结果为0000,0010,结果通过发光二级管显示如下:

为了把输出结果用高低电平表示出来,用逻辑分析仪把输出结果显示如下(图为第2个开关和第8个开关断开时的输出结果),再闭合K1累加一次,明显看到发生了变化: