項目實施3 三位加法器電路的設(shè)計與調(diào)試

1.實踐目標

（1）理解集成組合邏輯電路芯片全加器74LS183的應(yīng)用。

（2）熟練邏輯電路的接線和邏輯調(diào)試。

（3）掌握用萬用表排除邏輯電路故障的基本思路。

2.芯片功能分析

中規(guī)模集成全加器74LS183的引腳圖如圖2-30所示，其內(nèi)部集成了兩個一位全加器，全加器的功能如表2-15所示。

表2-15 全加器的功能

通常芯片的功能表在沒有特殊說明的情況下都是按正邏輯填寫的，因此，“H”表示邏輯“1”，“L”表示邏輯“0”，把它改寫成真值表是不是更容易看懂？

3.電路設(shè)計

三位加法器意味著被加數(shù)有三位，設(shè)其為A2A1A0，其中A2為高位；其加數(shù)也有三位，設(shè)為B2B1B0，其中B2為高位。三位加法器的工作示意圖如圖2-31所示。

全加器74LS183上已帶有兩個一位全加器，因此，需要利用門電路實現(xiàn)一位半加器的功能，即A0和B0相加獲得和S0與相應(yīng)的進位C0的基本邏輯，對應(yīng)真值表如表2-16所示。

表2-16 一位半加器的邏輯真值表

觀察表2-16可直接寫出輸出的邏輯表達式，為：

選擇一片與門芯片和一片異或門芯片或者用非門和與非門的組合加上全加器芯片即可實現(xiàn)我們需要的功能，并可畫出邏輯原理圖了。

如果需要進行邏輯驗證，則輸入電路和輸出指示電路是必需的，可以仿照圖2-29的輸入、輸出進行設(shè)計。

4.電路調(diào)試

邏輯原理圖并不等于接線圖，往往看起來簡單的原理在進行連線時會因為引腳的特殊位置，使導(dǎo)線出現(xiàn)跨接的問題。因此，在還沒有進行電子電路布線設(shè)計的學習之前，我們需要學會在接線前根據(jù)原理圖和實際選擇的元器件引腳情況繪制電路接線圖。在接線圖中應(yīng)盡可能避免跨線。大家只有多練習，才能繪出高質(zhì)量的接線圖來。

調(diào)試電路之前首先要確保接線的完整性和正確性，不會發(fā)生少線和接錯引腳的情況。因此，應(yīng)按照邏輯信號傳輸?shù)捻樞颍屑殭z查電路。注意芯片電源的極性和芯片的放置方向，這是初學者經(jīng)常會遇到的問題。

接下來就可以通電測試了，如果連接了輸入電路和輸出指示電路，可以直接通過觀察輸入邏輯變化引起的輸出指示狀態(tài)來進行電路邏輯的驗證。邏輯正確往往能夠讓人松一口氣，但是結(jié)果卻往往會出人意料：明明正確連線了，但忙得出了一頭大汗也看不到輸出指示！問題出在哪里？怎么檢查呢？

我們要抓住一點，那就是信號在從輸入向輸出傳輸?shù)倪^程中，只要任何一個環(huán)節(jié)的信號漏掉了，就會影響輸出結(jié)果。因此，可以選擇從輸入端開始或從輸出端開始檢查，切忌一會兒查輸入端，一會兒又去輸出端看看。在帶電情況下，只要沒有發(fā)生電路短路情況，都可以直接用萬用表的直流電壓擋進行測量。以三位加法器電路為例，在測量過程中應(yīng)關(guān)注以下問題：

（1）芯片（這里包括全加器芯片和門電路芯片）的電源是否全部正常；

（2）按鍵電路是否正常發(fā)出了高、低電平信號；

（3）門電路芯片在輸入信號變化時是否如期產(chǎn)生了輸出端邏輯變化；

（4）門電路的輸出信號是否正常傳送到了加法器的輸入端，即檢查芯片間的傳輸導(dǎo)線是否斷開；

（5）如果信號到加法器的輸入端都是正常的，并且輸出的發(fā)光二極管在用導(dǎo)線加高電平點觸會亮，此時嫌疑最大的就是加法器了。