5421BCD碼

5421BCD碼，是二—十進(jìn)制代碼（BCD碼）的一種；二—十進(jìn)制代碼（BCD碼）的一種；

5421BCD碼各位的權(quán)依次為5421，也是有權(quán)碼。其顯著特點(diǎn)是最高位連續(xù)5個(gè)0后連續(xù)5個(gè)1。當(dāng)計(jì)數(shù)器采用這種編碼時(shí)，最高位可產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)方波輸出。5421BCD碼的編碼方案不是唯一的。

8421BCD碼

計(jì)算機(jī)內(nèi)毫無(wú)例外地都使用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，但通常采用8進(jìn)制和十六進(jìn)制的形式讀寫(xiě)。對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人員，要理解這些數(shù)的含義是沒(méi)問(wèn)題，但對(duì)非專(zhuān)業(yè)人員卻不那么容易的。由于日常生活中，人們最熟悉的數(shù)制是十進(jìn)制，因此專(zhuān)門(mén)規(guī)定了一種二進(jìn)制的十進(jìn)制碼，稱(chēng)為BCD碼，它是一種以二進(jìn)制表示的十進(jìn)制數(shù)碼。

8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼

一、課程設(shè)計(jì)的目的

1、初步掌握電子線路的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法。即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求和性能參數(shù)，查閱文獻(xiàn)資料，收集、分析類(lèi)似電路的性能，并通過(guò)組裝調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng)，使電路達(dá)到性能指標(biāo)。

2、課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開(kāi)始從理論學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H運(yùn)用，從已學(xué)過(guò)的定性分析、定量計(jì)算的方法，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施方法，同時(shí)，課程設(shè)計(jì)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，為今后從事技術(shù)工作撰寫(xiě)科技報(bào)告和技術(shù)資料打下基礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計(jì)的題目

將8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼的電路設(shè)計(jì)

三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

設(shè)計(jì)一個(gè)將8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼的電路，要求使用以下

兩種方法實(shí)現(xiàn)。

（1）用基本邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)。

（2）用其他的集成電路芯片實(shí)現(xiàn)。 采用數(shù)碼管顯示變換成的5421BCD碼；

設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鈕和一個(gè)啟動(dòng)按鈕。

四、設(shè)計(jì)步驟

1、理論設(shè)計(jì)：結(jié)合教材《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（數(shù)字部分·第五版）、網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館相關(guān)資料對(duì)課題進(jìn)行理論設(shè)計(jì)與驗(yàn)證；

2、學(xué)習(xí)使用Multisim軟件，并在Multisim軟件上進(jìn)行該課題的電路設(shè)計(jì)與測(cè)設(shè)

3、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告：寫(xiě)出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。

五、方案設(shè)計(jì)與論證

1、 8421碼轉(zhuǎn)換成5421碼原理框圖

控制模塊 功能實(shí)現(xiàn)模塊 數(shù)碼管

2、BCD8421碼與5421碼區(qū)別

8421是最常用的二進(jìn)制碼，叫這個(gè)是因?yàn)樗奈?421碼時(shí)，從左到右每個(gè)\代表的十進(jìn)制數(shù)分別是\、\、\、\如下：

\為十進(jìn)制 \ \為十進(jìn)制 \ \為十進(jìn)制 \ \為十進(jìn)制 \5421碼與此相同，每位一代表的是十進(jìn)制的\、\、\、\即：\為十進(jìn)制 \ \為十進(jìn)制 \ \為十進(jìn)制 \ \為十進(jìn)制 \5421碼一大特點(diǎn)可以直接按權(quán)求對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。 比如1011轉(zhuǎn)十進(jìn)制，可以按\求。

設(shè)計(jì)的方案有以下兩種

方案一：用基本邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)8421BCD碼與5421BCD的區(qū)別與聯(lián)系，列出真值表，以四位8421碼作為輸入，并用四個(gè)開(kāi)關(guān)控制作為不同的8421碼輸入，以四位5421碼作為電路的四個(gè)輸出，根據(jù)真值表，根據(jù)真值表畫(huà)出卡諾圖，并根據(jù)卡諾圖寫(xiě)出輸出函數(shù)的邏輯表達(dá)式，根據(jù)邏輯表達(dá)式，利用基本的邏輯門(mén)畫(huà)出能夠?qū)崿F(xiàn)將842碼轉(zhuǎn)換成521碼的邏輯電路圖，并將結(jié)果在數(shù)碼管上顯示出來(lái)； 方案二：用集成電路芯片實(shí)現(xiàn)

根據(jù)8421BCD碼與5421BCD碼的聯(lián)系與區(qū)別，可以發(fā)現(xiàn)它們之間存在一定的數(shù)量關(guān)系。當(dāng)十進(jìn)制數(shù)少于等于4時(shí)，5421BCD碼與8421BCD碼相同；當(dāng)十進(jìn)制數(shù)大于等于5時(shí)，5421BCD碼可以通過(guò)8421BCD碼簡(jiǎn)單的加3（即0011）而得到。因此，可以選用一個(gè)四位加法器7483實(shí)現(xiàn)8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼。 六、設(shè)計(jì)原理 1、部分元器件介紹

（1）全加器

全加器是一種由被加數(shù)、加數(shù)和來(lái)自低位的進(jìn)位數(shù)三者相加的運(yùn)算器?；竟δ苁菍?shí)現(xiàn)二進(jìn)制加法。

全加器的功能表 表3.5.1

輸 入 CI A B 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 輸 出 S CO 0 0 1 0 1 0 0 1 輸 入 CI A B 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 輸 出 S CO 1 0 0 1 0 1 1 1

邏輯表達(dá)式：

S？A？B？CI

CO？？A？B？CI？AB

目前普遍應(yīng)用的全加器的集成電路是74LS283，它是由超前進(jìn)位電路構(gòu)成的快速進(jìn)位的4位全加器電路，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)四位二進(jìn)制的全加。其集成芯片引腳圖如圖3.5.1所示。加進(jìn)位輸入C0和進(jìn)位輸出CO主要用來(lái)擴(kuò)大加法器字長(zhǎng)，作為組間行波進(jìn)位之用。由于它采用超前進(jìn)位方式，所以進(jìn)位傳送速度快，主要用于高速數(shù)字計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)。

VCC B2 A2 S2 A3 B3 S3 CO 74LS283 S1 B1 A1 S0 A0 B0 CI GND

若某一邏輯函數(shù)的輸出恰好等于輸入代碼所表示的數(shù)加上另一常數(shù)或另一組輸入代碼時(shí)，則用全加器實(shí)現(xiàn)非常方便。

（2）數(shù)碼顯示譯碼

（a） 共陰連接（“1”電平驅(qū)動(dòng)） （b） 共陽(yáng)連接（“0”電平驅(qū)動(dòng)）圖3.5.5 LED數(shù)碼管

a、七段發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管

LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖3.5.5為共陰管和共陽(yáng)管的電路和兩種不同出線形式的引出腳功能圖。

一個(gè)LED數(shù)碼管可用來(lái)顯示一位0～9十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為2～2.5V，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在5～10mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力。

2、用基本邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼

（1） 根據(jù)題意列出真值表

CDCDCDCDAB00 01 11 10AB00 01 11 10AB00 01 11 10AB00 01 11 100000000011110111101111××××1001101111××××10111××××10111××××1011Y3××1××Y2××Y1××Y0

（2）用卡諾圖化筒

8421 碼A B C D0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 05421 碼Y Y Y Y3 2 1 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 08421 碼A B C D0 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 15421 碼Y Y Y Y3 2 1 01 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0- 5 -

由卡諾圖化簡(jiǎn) 可得如下邏輯函數(shù)表達(dá)式：

？Y3？？Y2？？Y1？Y？0？A？BC？BD？AD？BCD？AD？BC？CD？AD？ABD？BCD

（3）根據(jù)邏輯函數(shù)表達(dá)式畫(huà)出邏輯圖

3、用集成電路芯片實(shí)現(xiàn)8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼

設(shè)X3X2X1X0和Y3Y2Y1Y0分別為8421BCD碼、5421BCD碼，將8421BCD碼與5421BCD碼作一對(duì)比可知，當(dāng)8421碼≤4時(shí)，兩者相同；當(dāng)8421碼》 4時(shí)， 5421碼=8421碼+3。根據(jù)以上分析設(shè)置一控制信號(hào)C。為得到最簡(jiǎn)表達(dá)式，進(jìn)行卡諾圖化簡(jiǎn)，如圖所示?；?jiǎn)結(jié)果為： C=X2X1+X2X0+X3

要求控制信號(hào)C=0時(shí)，8421碼+0，控制信號(hào)C=1時(shí)，8421碼+3，由4位加法器74283和邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換電路。

七、Multisim電路仿真圖

用基本邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼

用集成電路芯片實(shí)現(xiàn)8421BCD碼轉(zhuǎn)換成5421BCD碼

LED數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的真值

輸入 D C B A 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 輸出 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0