项目实施3 三位加法器电路的设计与调试

1.实践目标

（1）理解集成组合逻辑电路芯片全加器74LS183的应用。

（2）熟练逻辑电路的接线和逻辑调试。

（3）掌握用万用表排除逻辑电路故障的基本思路。

2.芯片功能分析

中规模集成全加器74LS183的引脚图如图2-30所示，其内部集成了两个一位全加器，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没有特殊说明的情况下都是按正逻辑填写的，因此，“H”表示逻辑“1”，“L”表示逻辑“0”，把它改写成真值表是不是更容易看懂？

3.电路设计

三位加法器意味着被加数有三位，设其为A2A1A0，其中A2为高位；其加数也有三位，设为B2B1B0，其中B2为高位。三位加法器的工作示意图如图2-31所示。

全加器74LS183上已带有两个一位全加器，因此，需要利用门电路实现一位半加器的功能，即A0和B0相加获得和S0与相应的进位C0的基本逻辑，对应真值表如表2-16所示。

表2-16 一位半加器的逻辑真值表

观察表2-16可直接写出输出的逻辑表达式，为：

选择一片与门芯片和一片异或门芯片或者用非门和与非门的组合加上全加器芯片即可实现我们需要的功能，并可画出逻辑原理图了。

如果需要进行逻辑验证，则输入电路和输出指示电路是必需的，可以仿照图2-29的输入、输出进行设计。

4.电路调试

逻辑原理图并不等于接线图，往往看起来简单的原理在进行连线时会因为引脚的特殊位置，使导线出现跨接的问题。因此，在还没有进行电子电路布线设计的学习之前，我们需要学会在接线前根据原理图和实际选择的元器件引脚情况绘制电路接线图。在接线图中应尽可能避免跨线。大家只有多练习，才能绘出高质量的接线图来。

调试电路之前首先要确保接线的完整性和正确性，不会发生少线和接错引脚的情况。因此，应按照逻辑信号传输的顺序，仔细检查电路。注意芯片电源的极性和芯片的放置方向，这是初学者经常会遇到的问题。

接下来就可以通电测试了，如果连接了输入电路和输出指示电路，可以直接通过观察输入逻辑变化引起的输出指示状态来进行电路逻辑的验证。逻辑正确往往能够让人松一口气，但是结果却往往会出人意料：明明正确连线了，但忙得出了一头大汗也看不到输出指示！问题出在哪里？怎么检查呢？

我们要抓住一点，那就是信号在从输入向输出传输的过程中，只要任何一个环节的信号漏掉了，就会影响输出结果。因此，可以选择从输入端开始或从输出端开始检查，切忌一会儿查输入端，一会儿又去输出端看看。在带电情况下，只要没有发生电路短路情况，都可以直接用万用表的直流电压挡进行测量。以三位加法器电路为例，在测量过程中应关注以下问题：

（1）芯片（这里包括全加器芯片和门电路芯片）的电源是否全部正常；

（2）按键电路是否正常发出了高、低电平信号；

（3）门电路芯片在输入信号变化时是否如期产生了输出端逻辑变化；

（4）门电路的输出信号是否正常传送到了加法器的输入端，即检查芯片间的传输导线是否断开；

（5）如果信号到加法器的输入端都是正常的，并且输出的发光二极管在用导线加高电平点触会亮，此时嫌疑最大的就是加法器了。