六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器綜合設(shè)計(jì)

1、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器綜合設(shè)計(jì)物理與機(jī)電工程學(xué)院（20152016學(xué)年第一學(xué)期）計(jì)算機(jī)輔助電路設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告可編程計(jì)數(shù)器專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué) 號(hào)：2014216041姓 名：張騰指導(dǎo)教師：周佐項(xiàng)目十七可編程計(jì)數(shù)器一、設(shè)計(jì)目的及任務(wù)1.1設(shè)計(jì)目的掌握74LS90的功能原理；利用74LS90完成簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)。 每隔Is,計(jì)數(shù)器增1;能以數(shù)字形式顯示時(shí)間。熟練掌握計(jì)數(shù)器的各個(gè)部分 的結(jié)構(gòu)。計(jì)數(shù)器間的級(jí)聯(lián)。不同芯片也可實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)利用兩片74Ls90構(gòu)成六十進(jìn)制（059）計(jì)數(shù)器，并用Altium Designer進(jìn) 行仿真。二、原理及過程認(rèn)識(shí)芯片：74LS90計(jì)數(shù)器是一種中規(guī)模

2、二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，管腳圖如圖所示。R01、R02是計(jì)數(shù)器置0端，同時(shí)為1有效；R91和R92為置9端，同時(shí)為 1時(shí)有效；若用A輸入，QA輸出，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；如B為輸入，QB-QD可 輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；將QA與B相連，A做為輸入端，QA-QD輸出十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若QD與 A輸入端相連，B為輸入端，電路為二-五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)器1UQAQBQCQPMANBI I1 CM 1 PM0 0 9 9R R R R 丄 2 ? 6 774LS90D74LS90的功能表：RESET INPUTSOUTPUTR0期凹QdQeQbQa110X000011X00000XX111001X0X0CCKJNT0X0

3、XCOUNT0XX0COUNTX00XCOUNT2.3理論分析當(dāng)接通電源，電路開始工作時(shí)，顯示器顯示從 0開始依次遞增到59,然 后重新回到0再開始依次遞增到59，如此反復(fù)，直到關(guān)掉電源。三、系統(tǒng)仿真3.1仿真原理圖3.2仿真結(jié)果圖3.3仿真步驟1. 按可編程計(jì)數(shù)器的原理圖在Multisim中連接電路2. 打開開關(guān)，開始仿真.3.4仿真結(jié)果及分析顯示器可顯示：00、01、 02、 03、04、05、06、07、0&09、1-、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、 22、 23、24、25、26、27、2829、30、31、32、33、34、35、36、37、38、

4、39、40、41、42、43、44、45、46、47、4849、50、51、52、53、54、55、56、57、5&59。四、PCB設(shè)計(jì)3D視圖等。包括PCB設(shè)計(jì)步驟及PCB圖，所用原件、封裝形式報(bào)表，4.1原理圖根據(jù)仿真原理圖重新設(shè)計(jì)Altium Designer原理圖，由于缺少相應(yīng)元件, 這里用MC74HC4511先進(jìn)行翻譯，再輸入到顯示器。如下圖所示4.2元件清單及封裝形式報(bào)表如下圖所示。單擊菜單 Reports/Bill of Materials,系統(tǒng)自動(dòng)顯示元件清單及圭寸裝形4.3制作PCB板1在原項(xiàng)目中添加一個(gè)PCB,并進(jìn)行保存；2.單擊菜單Design/Update PCB Do

5、cument PCB1彈出窗口開始導(dǎo)入，如下單擊Validate Changes檢查沒有任何錯(cuò)誤后單擊 ExecuteChanges開始導(dǎo)入PCB，導(dǎo)入后根據(jù)實(shí)際情況放置元件，待放置 完成后切換到keep-out layer層，畫電氣邊界，完成后如下圖a1）設(shè)置布線規(guī)則 設(shè)置線寬執(zhí)行菜單 Design/Rules彈出 PCB Rules and Constraints Editor對(duì)話框, 雙擊選項(xiàng) Design Rules/Electrica下面的子文件，單擊 Clearance選10mil項(xiàng)，設(shè)置最小安全間距為增加一個(gè)新的 Width選項(xiàng)，并命名為N_VCC ,點(diǎn)擊Net選項(xiàng)，下拉列表 框

6、選擇 VCC，在 Constraint 中定義導(dǎo)線寬度 Preferred Minimum、Maximum 的值均為30mil。用類似方法，再增加一個(gè)名為 N_GND，同樣GND網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線寬為30milE 4EirRdss JEiKJKdE P7 Ltes-wce 話弘!itE 應(yīng) g LhfiujwdHtt J UnCcHHdEd Fki 白弄Reding 百呂晰*h乙GWNdTT WCVSRBER.qV1X-/WiEE 盤 Rodi哼 TxgEE Rodina Phflrij 叵鑫RodingL緲 斗內(nèi)血L如匡 Rodiifl&miPK二RtWiifl晌前海 宙占加剛Cw州 托亦簡(jiǎn)晴汕P軌亦

7、9 討彌 區(qū) HarisK JFW* 層歹IWpd 匡爭(zhēng)HE血irfl BSHflhSp&td E ij Ffc-tnefll. 帥話EH曲杯whew the-Fii c4 mbdne* OA1Hm0刪葉C1 恥 rd LjffCAanced 卩翊FJ QsyIaXftt I VCCB)RdtradPhtAkDuny DiMcfaF*y襯eired Width UrdMm Width 加IMdridlh 3M匚 giritarTiit 畑 draw 葉n Mfl回L郴n兩Ewk砂LKiFWtnctAU如i：葉如対,Mm制加MaaWh Nm|LNiine|htteu3N加3M TcpL#ei0.

8、T就啊13N3M30rt BDhw M1.血StnL辭CKCweJ完成后單擊OK2）開始自動(dòng)布線單擊菜單Auto Route/AII,開始自動(dòng)布線。布線完成后參考效果如圖所示3）添加覆銅區(qū)在Top Layer單擊菜單place/polygon pou添加大面積覆銅區(qū)，并使 GND 與覆銅區(qū)相連，添加覆銅區(qū)后的的效果如圖所示1 Polygon Pour mil Soiiid Copper RegionsO Hatched lT(acks/Arcs)O None (DutBnes OnlpReniiUYe Is Id rids Less Thein250D (sq. mils) ln Area 0

9、Arc AppiriOMimatjQriMaximum Deviation From PerfectArc O.SffllRemove Necks When CopperWidth Less Than 5imilPropertji&EN-avne-Our Layer-No HetBoWcwm La&rMin Pviim Length3 milPLuck PriiiniUve：sUlll ：! LJIIII LIllllUlIIIUlIlllSIIIILUirlLockedIgnore On Line Violations0口0Net OptionsComnecV to NetPour Over

10、 Same Nel Polyacns Onli*Remove Dead CoppieiGNDCancel:議器:器卻:器:器:器觀:器卻:器卻:卻器：:乜 LJeeooee&o回 cj0oJ口口口口口口口口口m口口m口口口口4) 重新定義板的大小單擊菜單 View/Board poinning Mode 1,然后單擊菜單 Design/Redefine Board shape對(duì)板進(jìn)行裁剪。5) 3D視圖裁剪完成后單擊菜單 View/3D layout Mode查看3D視圖，按住鍵盤Shift, 點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行拖動(dòng)查看3D圖，如下圖U4O 0也出Q o O 口GQ00 0。五、結(jié)果及結(jié)論結(jié)果：

11、當(dāng)接通電源，電路開始工作時(shí)，顯 示器顯示從0開始依次遞增到59,然后重新回 到0再開始依次遞增到59,如此反復(fù)，直到關(guān) 掉電源。結(jié)論：禾I用所學(xué)的數(shù)字電路的知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè) 60進(jìn)制（0-59）的 計(jì)數(shù)器。利用兩塊74LS190芯片的組合進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將結(jié)果輸入到翻譯器，待翻 譯完成后再輸入到顯示器。六、心得體會(huì)1、通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，我進(jìn)一步掌握了 74LS90的功能原理?；灸軌蚶?4LS90完 成簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)。2、實(shí)驗(yàn)過程中最關(guān)鍵的是熟悉74LS90的 功能，再根據(jù)其功能設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)數(shù)器，就可以做到得心應(yīng)手。3、 在設(shè)計(jì)過程中我查閱了大量的資料，了 解了許多關(guān)于計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方面的問題，進(jìn)一步 理解了各種元器件的使用方法。4、這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，掌握了 簡(jiǎn)單的電子電路的設(shè)計(jì)與制作。在制作電路時(shí)， 我深深體會(huì)到連接電路時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，每 一步驟都要認(rèn)真分析。5、本次課程設(shè)計(jì)也反映出很多問題，比如 競(jìng)爭(zhēng)一冒險(xiǎn)現(xiàn)象是很常見的，并且消除此現(xiàn)象 并不是很容易，尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路而言， 往往消除了一處競(jìng)爭(zhēng)一冒險(xiǎn)現(xiàn)象，又產(chǎn)生了另 一處，此問題需要我以后多加注意。6、本設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)清晰，較為容易 仿真成功。從本次課程設(shè)計(jì)中使我獲益匪淺，7、在實(shí)驗(yàn)過程中要用心面對(duì)每一個(gè)問題， 通過不斷的努力去解決這些問題