8位加法器和减法器设计实习报告

综合电子系统实习报告

设计题目：8位加法器和减法器的设计

一、实习目的：综合电子系统实习是电子信息类专业学生了解电子系统设计实现过程，培养实践动手能力的实践性教学环节，是电子信息工程等理工科专业学生一门必修的实践性课程。通过学习和实践，可以让学生进一步接触电子元器件，电子材料及电子产品的生产实际，了解电子工艺的一般知识和掌握基本电路板的制作，元件的焊接，产品的组装等技能，了解电子工艺生产线的流程和基本管理知识，使学生通过设计一个课题，巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”等课程中所学到的理论知识和实验技能，掌握常用电子电路中的一般分析和设计方法，熟悉protel和其他开发软件的使用方法，提高电子电路的分析、设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础，为今后专业实验，毕业设计准备必要的工艺知识和操作技能。同时培养学生严谨的工作作风，养成良好的工作习惯，它是基本技能和工艺知识的入门向导，又是创新实践和创新精神的启蒙。综合电子系统实习对训练我们基本操作技能，提高我们实际动手能力是难得的一次好机会。

二、实习基本内容和要求：

（1）掌握常用电子元器件的种类，性能，选用原则及质量辨别；

（2）掌握电子产品装配及材料；

（3）学会印制电路板的制作，掌握锡焊原理及手工焊接工艺技术；

（4）学会器件的装配，焊接，调试；

（5）学会使用常用电子测试仪器设备，初步具有借助说明书或资料掌握常用工具，仪器的使用能力；

（6）掌握常用电子电路的设计方法，学会系统实物制作和调试。

三、实习工具：

（1）电烙铁：由于焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁，功率为30w，烙铁头是铜制。

（2）螺丝刀、钻孔机、斜口钳、尖嘴钳等必备工具。

（3）焊锡，由于锡它的熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。

（4）数字万用表，5V直流稳压电源。

要求：1、利用逻辑门电路设计8位加法器和减法器，实现两个8位二进制数的加法运算和减法运算；

2、具有进位信号输入和输出能力；

3、通过功能选择控制信号F选择运算功能，F=0，加法运算，F=1，

进行减法运算；

4、用发光二极管显示两个输入数据和运算结构。

1、设计原理：

仿真电路图：

原理说明：根据实习要求，要设计一个两个8位二进制加法器和减法器，综合各方面考虑，决定用上面的芯片进行仿真电路的设计，用到芯片是74LS283.和74LS86,在设计的时候用开关控制高低电平作为二进制的1和0，用发光二极管来表示，二极管发光表示是高电平，二极管不发光就是低电平。通过芯片来完成相应的功能转换。在上面图的右边是加法器和减法器处理两组数据以后的情况，同样发光二极管发光表示1，不发光表示0，上面用到电阻主要是限流作用，用来保护发光二极管以免被烧坏。上面的电路图经过验证是能正常工作的，发光二极管亮与灭完全符合相加减的结果。

74LS283（四位二进制超前进位加法器）的引脚图：

原理：图中A3~A0，B3~B0为四位二进制数，作为加数，C1为低位进位，S0~S3为加法器的和，C3为本位的进位。它可以完成四位二进制

数的加法运算。如输入:A3A2A1A0(1000),B3B2B1B0(0110),C1(0),

则输出S3S2S1S0(1110),C3(0)。

74LS86（四2输入异或门）的管脚图：

原理：当输入电平相同时输出为低电平，当两个输入不相同时输出为高电平。图中A3~A0，B3~B0为输入端；O0~O3为输出端。

Protel 电路原理图：

前面我已经用仿真软件进行了仿真，并且结果非常令人满意。所以我们就用protel 来进行下一步的制作，首先进行画原理图，具体画的图就是上面的那个样子，上面用到电阻很多是因为我们用电阻的封装来安装发光二极管，因为具体的发光二极管在元件库里面没找到，找到的也是贴片封装，所以决定用电阻的封装来代替发光二极管。上面的原理图也是完全按照仿真的图来画的，应该是没有什么问题的，左下角是加减法功能控制开关，通过开关可以切换加法和减法。在原理图中我们还是用到了两个1K的排阻，用排阻比较方便，是作为上拉电阻接在原理图中。图中的异或门实际上是芯片86的分开的原理图，封装还是集成芯片的14孔芯片。

Protel 电路PCB电路图：

上面就是我们小组PCB图，是双面板的。因为用单面板布线相当困难，而且跳线很多，用双面板来布线比较简单，顶层和底层的布线都没有很大的问题，自动布线就可以完全不好，自己稍微修改一些布的不好的线就可以了。空间布置基本是原理图的位置来放置的，整个布线过程我还是很满意的。

2、电路板的制作，元件的焊接，产品组装过程情况：

首先老师给我们讲解了电路原理图的绘制及电路板的制作以及实习过程中要注意的事项。然后进行资料查找，确定设计方案；接着进行系统设计实现，完成系统原理图设计和PCB板设计。列好元器件清单，给老师检查无误后去领元器件，把拿回来的元器件清点一次看看是否有缺漏。用我们学的protel软件画PCB 板，然后用热转印法把设计好的PCB图形打印到转印纸上，再把转印纸上的图形用电熨斗转印到板上，用油性笔对小的瑕疵进行修补。把电路板放进三氯化铁溶液里腐蚀，腐蚀之后得到的就是只有线路的板子了，这时板子上会有留下来的电黑色的东西，用砂纸擦一下就显出铜的颜色了。到实验室用钻孔机把印在板子上有要打孔的地方打孔，那些都是放置元件的孔。接着分好元件，读准各元件的值，

确定各元件摆放的位置及方向，把原件放到电路板上。用焊锡把元件焊接好。到实验室把连接好的实物与5V的直流电源连接好调试实现两个8位二进制数的加法运算和减法运算。最后再让老师验收。

3、实验结果：把电路板上的两条电源线与5V的直流电源连上，接通电源。任意输入几组两个8位二进制数进行加法和减法运算，观察发光二极管输出的结果与计算机上的仿真软件得出的计算结果相对比，检验实物电路的功能。经调试该实物电路能够实现两个8位二进制数的加法运算和减法运算，实物调试成功。

4、实习中碰到的问题和解决措施：

1、用protel软件画原理图时很难做到布线时没有交叉，而且自己第一次画时线很乱，没有考虑到后面安装元件时元件怎么摆放位置怎么插入才算合理等，后来发现这些问题后经过自己的修改手动布线调整原来器件的位置，终于协调好刚才的问题调好之后和就设置进行布线。用热转印法把设计好的PCB图形打印到转印纸上时由于没有控制好熨斗的温度，所以没有充分把线路转印上去，后来用油性笔把不清楚的地方修补好。

2、进行腐蚀时没有注意好腐蚀的时间，腐蚀出来的板子有些地方没有腐蚀，后来在焊接时把断开的线路焊上。

3、用钻孔机打孔时不小心把一些孔打歪了，因此打孔要对准那个孔打而且也要小心把打孔针弄断。

4、要注意 PCB中的元件封装和实际中元件的封装是不一样，这是我在实习开始时没有注意的问题，后来自己检查才发现是自己安装错误导致调试时电路不能正常工作。要学会利用万用表来验证读数和实际情况是否一致，以免安装电阻时出错。学会怎样辨认二极管的“+”，“—”极，二极管的引脚也要很小心不要把负的接到正极。这几个问题都是实习过程中要注意的。

5、要说出现问题最多的就是焊接这一步。由于自己进行焊接没有什么经验，后来用万用表检测时发现很多地方虚焊，要用万用表对线路逐级检测，然后把虚焊的地方焊上，还有一些地方线与线之间的距离很小，所以要注意不能使焊点或线之间连接起来，否则就会引起短路。

6、在焊接时还要注意元件的摆放，对照所画的原理图放好元件的方向，需要注意的就是芯片的位置不要装反了，否则会使做出来的电路板功能和要求的不一致，这次因为把元器件放反了，调试了很多次才调试出来。最后要记得把地线焊接上去，先前我忘记把地线焊上去，到后来检测时才焊上去的。

7、进行调试时发现发光二极管灯不亮，而且电路板不能工作。后来用万用表检测发现一些地方虚焊，焊上后终于调试成功。

8、因为我们做的是双面板，虽然布线是简单很多，但是双面板的做板要比单面板难很多，首先是顶层和底层在用熨斗熨的时候一定要对好位置，否则的话这块板就不行了，我们采用过孔对准的方法来进行两层对位热熨，结果也是很完美的。双面板和单面板不同，在装元器件之前必须要把过孔先焊好。

9、在检查完后进行调试，结果减法器是对的，但是加法器不正确，经过仔细检查是一个电阻太大了，换了一个小电阻后去调试，结果就对了。8位加法器和减法器总电路正常工作。

5、今后实习的改进意见和建议：

1、耐心细致、冷静有序。

2、检测按步骤进行，一般由后级向前检测，先判定故障位置（用信号注入法）。再查找故障点（用电位法），循序渐进，排除故障。

3、不能乱调乱拆、盲目烫焊，导致越修越坏。

五、综合电子系统实习在知识能力和作风培养方面的体会：

通过这两个星期综合电子系统的实习，我得到了很大的收获，这些都是平时在课堂理论学习中无法学到的，我主要的收获有以下几点：

1、本次实习操作多，对我们技能要求高，对我们素质的发展有着相当重要的作用，所以我们应该认真听讲，仔细操作，来不得半点懈怠。

2、在操作前应该认真的学习理论知识以便更好的指导实践，之后应该继续思考以把理论与实际更好的结合。

3、凡事不可操之过急，静下心来认真的思考，谨慎的处理好动手与动脑的有效结合既互相的促进。

4、此次的实习大大的提高了我们的动手能力与运用所学知识解决实际问题的素质，为以后的实践积累了宝贵的经验。

5、使我们进一步的认识到：实际≠理论，它们之间还有一定的距离，但它们之间有一座无形的桥，那就是思考与动手。这也进一步的告诫我们：知识≠能力，它们之间也有着一个鸿沟，但并不是不可逾越的。这也就更进一步间接的告诉我们理论联系实际。

总而言之，我们的实践能力还很欠缺，尤其表现在理论与实际联系的素质。主要的原因可能是思考的少以至眼界不是十分的开阔，进一步的导致在实践的过程中敢想而不敢做，敢做了又表现得力不从心。

通过这次的综合电子系统实习，我学到很多东西，熟练了画原理图、焊板、调试这几个过程中都要注意什么事项，使我对电子工艺的理论有了初步的系统了解和焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、功放的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义；也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。这短暂的两周实习，使我从理论到实践上的一个飞跃。这次综合电子系统实习，使我深刻地理解了实践的重要性，理论无论多么熟悉，但是缺乏了实践的理论是行不通的。在学校我们学到的很多都是书本上的理论知识,从考试到学习，都是围绕书本的理论知识展开的，而很少会关心我们自己的实际动手能力，这一次的实习，让我们自己去发现问题，去想问题，去如何解决这个问题去亲手操作，实践，这个过程使得我觉得自己完成了一次质的飞跃。开始的时候，老师对电路原理进行介绍，我还以为这次实习非常简单，直至自己动手时才发现，看时容易做时难，人不能轻视任何事。在整个实习过程中，都得对机器，对工作，对同学安全负责，这也培养了我的责任感。实习的时候的确觉得很累，而且从理论到实践的这个过程并不想想象的那样简单，从开始就不断地遇到问题和困难，但是这样更锻炼了自己的思维，如何去把理论和实践结合，许多事情经过了自己去想，有思考，有实践，就会有收获，收获就意味着我的实践能力有了提高。我还从实习中学到了很多做人的道理，对我来说受益非浅，这对我今后踏入工作岗

位是非常有益的。除此以外，我还学会了如何更好地与别人沟通，如何更好地去陈述自己的观点，相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的最重要的基石。实习是每一个大学毕业生必须拥有的一段经历，它使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，也打开了视野，增长了见识。我们要更加重视实习课程的学习，努力将自己培养成为既有文化又有技能的双型人才，为我们以后更好地服务社会打下了坚实的基础。

8位加法器和减法器的作品图