4-битная схема сложения с цифровым отображением результатов: 9 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Это простой проект, который объясняет, как построить 4-битную схему сложения (4-битный калькулятор сложения), состоящую из семи сегментных дисплеев, семи сегментных драйверов, логических элементов AND, OR, NOT и EXOR, которые складывают два 4-битных числа вместе. и возвращает результаты. Это отличный проект, который поможет начинающим студентам-электронщикам / компьютерщикам и любителям понять, как построить комбинаторные логические схемы из логических вентилей для выполнения заданной функции. В случае этого проекта функция представляет собой калькулятор сложения.

Выше находится видео, объясняющее, как работает схема, блок-схема системы, показывающая модули, используемые для создания калькулятора, и их подключение к другим модулям. Также выше показано расположение модулей на схеме, которую я построил.

Каждый из следующих шагов покажет, как построить схему в модулях. Чтобы продемонстрировать это, каждый шаг будет включать:

• изображение, показывающее расположение модулей на моей схеме и / или
• принципиальная схема, необходимая для создания этого модуля (модулей) для схемы.

Примечание:

1. Полные принципиальные схемы включены в конце данного руководства.

2. Следующие ссылки на видео могут оказаться полезными при размещении компонентов на макетной плате.

   • Использование прототипной платы (часть 1)
   • Использование прототипной платы (часть 2)
   • Использование прототипной платы (часть 3)

Для более быстрых ответов на вопросы: спросите эксперта

Запасы

Необходимые материалы:

• (1) 7404 - Инвертор с шестигранной головкой / вентили НЕ
• (3) 7408 - Четыре логических элемента И с 2 входами
• (2) 7411 - Тройные ворота И с 3 входами
• (2) 7432 - Четыре логических элемента ИЛИ с 2 входами
• (4) 7448 - драйвер семисегментного дисплея
• (2) 7486 - Четыре входа EXOR с 2 входами
• (4) Мужчина 74A
• (1) Светоизлучающий диод (светодиод)
• (8) переключатели SPDT
• Макетная доска (и)
• Соединительные провода
• Источник питания

Важные даташиты:

Шаг 1. Создайте одну схему полусумматора, как показано на схеме ниже

Примечания: Подключите вывод Vcc на каждой микросхеме к шине 5 В на макетной плате. Подключите контакт GND на каждой микросхеме к шине gnd на макетной плате.

Шаг 2: Постройте три схемы полного сумматора, как показано на схеме ниже. Постройте их близко к полусумматору, начиная с шага 1

Примечания: Подключите вывод Vcc на каждой вновь добавленной микросхеме к шине 5 В на макетной плате. Подключите контакт GND на каждой вновь добавленной микросхеме к шине gnd на макетной плате.

Шаг 3. Создайте 4-битный сумматор, подключив 3 полных сумматора и 1 полусумматор, как показано на блок-схеме

Мой 4-битный сумматор на картинке выше заключен в красный квадрат.

Примечание. В моей схеме 4-битного сумматора есть дополнительные провода для других частей схемы, которые мы обсудим на более поздних этапах.

Шаг 4: Постройте 4-битную схему преобразования двоичного кода в двоично-десятичный, как показано на схематической диаграмме ниже. Подключите 4-битную схему преобразования двоичного кода в двоично-десятичный код к 4-битному сумматору, как показано на блок-схеме в начале данной инструкции

Моя 4-битная схема преобразования двоичного кода в BCD показана в красном поле на изображении выше.

Примечания:

• Подключите вывод Vcc на каждой вновь добавленной микросхеме к шине 5 В на макетной плате.
• Подключите контакт GND на каждой вновь добавленной микросхеме к шине gnd на макетной плате.
• Моя 4-битная схема преобразования двоичного кода в двоично-десятичный код имеет дополнительные провода для других частей схемы, которые мы обсудим на более поздних этапах.

Шаг 5: Создайте 4 семисегментных дисплея со схемами драйверов, как показано на схеме ниже. Подключите два семисегментных блока к 4-битному сумматору и два - к 4-битному преобразователю двоичного кода в двоично-десятичный, как показано на блок-схеме в начале данной инструкции

Мои 4 семисегментных дисплея со схемами драйверов показаны в красных прямоугольниках на изображении выше.

Примечания:

• Подключите вывод Vcc на каждой вновь добавленной микросхеме к шине 5 В на макетной плате.
• Подключите контакт GND на каждой вновь добавленной микросхеме к шине gnd на макетной плате.
• Мои 2 семисегментных дисплея со схемами драйверов, которые подключены к 4-битному сумматору, имеют дополнительные провода для других частей схемы, которые мы обсудим в следующих шагах.

Шаг 6: Подключите 8 переключателей SPDT к земле и Vcc, как показано на схеме ниже. Затем подключите 8 переключателей SPDT к двум нижним семисегментным схемам дисплея и драйверов, а также к 4-битной схеме сумматора, как показано на блок-схеме

Шаг 7: Подключите светодиод к выходу Co3 4-битной схемы преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный, как показано на блок-схеме в начале данной инструкции

Мой светодиод показан в красных прямоугольниках на изображении выше.

Примечание: светодиоды не биполярны. Для работы они должны быть правильно подключены. Следуйте схеме в начале этого руководства, и все будет в порядке.