5421BCD碼

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

5421BCD碼各位的權依次為5421，也是有權碼。其顯著特點是最高位連續5個0后連續5個1。當計數器采用這種編碼時，最高位可產生對稱方波輸出。5421BCD碼的編碼方案不是唯一的。

8421BCD碼

計算機內毫無例外地都使用二進制數進行運算，但通常采用8進制和十六進制的形式讀寫。對于計算機技術專業人員，要理解這些數的含義是沒問題，但對非專業人員卻不那么容易的。由于日常生活中，人們最熟悉的數制是十進制，因此專門規定了一種二進制的十進制碼，稱為BCD碼，它是一種以二進制表示的十進制數碼。

8421BCD碼轉換成5421BCD碼

一、課程設計的目的

1、初步掌握電子線路的試驗、設計方法。即學生根據設計要求和性能參數，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調試等實踐活動，使電路達到性能指標。

2、課程設計為后續的畢業設計打好基礎。畢業設計是系統的工程設計實踐，而課程設計的著眼點是讓學生開始從理論學習的軌道上逐漸引向實際運用，從已學過的定性分析、定量計算的方法，逐步掌握工程設計的步驟和方法，了解科學實驗的程序和實施方法，同時，課程設計報告的書寫，為今后從事技術工作撰寫科技報告和技術資料打下基礎。

二、課程設計的題目

將8421BCD碼轉換成5421BCD碼的電路設計

三、設計內容及要求

設計一個將8421BCD碼轉換成5421BCD碼的電路，要求使用以下

兩種方法實現。

（1）用基本邏輯門實現。

（2）用其他的集成電路芯片實現。 采用數碼管顯示變換成的5421BCD碼；

設置一個復位按鈕和一個啟動按鈕。

四、設計步驟

1、理論設計：結合教材《電子技術基礎》（數字部分·第五版）、網絡、圖書館相關資料對課題進行理論設計與驗證；

2、學習使用Multisim軟件，并在Multisim軟件上進行該課題的電路設計與測設

3、 編寫設計報告：寫出設計與制作的全過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。

五、方案設計與論證

1、 8421碼轉換成5421碼原理框圖

控制模塊 功能實現模塊 數碼管

2、BCD8421碼與5421碼區別

8421是最常用的二進制碼，叫這個是因為四位8421碼時，從左到右每個\代表的十進制數分別是\、\、\、\如下：

\為十進制 \ \為十進制 \ \為十進制 \ \為十進制 \5421碼與此相同，每位一代表的是十進制的\、\、\、\即：\為十進制 \ \為十進制 \ \為十進制 \ \為十進制 \5421碼一大特點可以直接按權求對應的十進制數。 比如1011轉十進制，可以按\求。

設計的方案有以下兩種

方案一：用基本邏輯門實現

根據8421BCD碼與5421BCD的區別與聯系，列出真值表，以四位8421碼作為輸入，并用四個開關控制作為不同的8421碼輸入，以四位5421碼作為電路的四個輸出，根據真值表，根據真值表畫出卡諾圖，并根據卡諾圖寫出輸出函數的邏輯表達式，根據邏輯表達式，利用基本的邏輯門畫出能夠實現將842碼轉換成521碼的邏輯電路圖，并將結果在數碼管上顯示出來； 方案二：用集成電路芯片實現

根據8421BCD碼與5421BCD碼的聯系與區別，可以發現它們之間存在一定的數量關系。當十進制數少于等于4時，5421BCD碼與8421BCD碼相同；當十進制數大于等于5時，5421BCD碼可以通過8421BCD碼簡單的加3（即0011）而得到。因此，可以選用一個四位加法器7483實現8421BCD碼轉換成5421BCD碼。 六、設計原理 1、部分元器件介紹

（1）全加器

全加器是一種由被加數、加數和來自低位的進位數三者相加的運算器。基本功能是實現二進制加法。

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

邏輯表達式：

S？A？B？CI

CO？？A？B？CI？AB

目前普遍應用的全加器的集成電路是74LS283，它是由超前進位電路構成的快速進位的4位全加器電路，可實現兩個四位二進制的全加。其集成芯片引腳圖如圖3.5.1所示。加進位輸入C0和進位輸出CO主要用來擴大加法器字長，作為組間行波進位之用。由于它采用超前進位方式，所以進位傳送速度快，主要用于高速數字計算機、數據處理及控制系統。

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

若某一邏輯函數的輸出恰好等于輸入代碼所表示的數加上另一常數或另一組輸入代碼時，則用全加器實現非常方便。

（2）數碼顯示譯碼

（a） 共陰連接（“1”電平驅動） （b） 共陽連接（“0”電平驅動）圖3.5.5 LED數碼管

a、七段發光二極管（LED）數碼管

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

一個LED數碼管可用來顯示一位0～9十進制數和一個小數點。小型數碼管（0.5寸和0.36寸）每段發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，每個發光二極管的點亮電流在5～10mA。LED數碼管要顯示BCD碼所表示的十進制數字就需要有一個專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當的驅動能力。

2、用基本邏輯門實現8421BCD碼轉換成5421BCD碼

（1） 根據題意列出真值表

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 可得如下邏輯函數表達式：

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

（3）根據邏輯函數表達式畫出邏輯圖

3、用集成電路芯片實現8421BCD碼轉換成5421BCD碼

設X3X2X1X0和Y3Y2Y1Y0分別為8421BCD碼、5421BCD碼，將8421BCD碼與5421BCD碼作一對比可知，當8421碼≤4時，兩者相同；當8421碼》 4時， 5421碼=8421碼+3。根據以上分析設置一控制信號C。為得到最簡表達式，進行卡諾圖化簡，如圖所示。化簡結果為： C=X2X1+X2X0+X3

要求控制信號C=0時，8421碼+0，控制信號C=1時，8421碼+3，由4位加法器74283和邏輯門實現的轉換電路。

七、Multisim電路仿真圖

用基本邏輯門實現8421BCD碼轉換成5421BCD碼

用集成電路芯片實現8421BCD碼轉換成5421BCD碼

LED數碼管對應的真值

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