可預(yù)置計數(shù)器0-9

1、工學(xué)院課程設(shè)計報告題目可預(yù)置計數(shù)器目錄摘要：計數(shù)是一種簡單的基本的運算，計數(shù)器就是實現(xiàn)這種運算的邏輯電路，計數(shù)器在數(shù) 字系統(tǒng)中主要是對脈中的個數(shù)進行計數(shù)，以實現(xiàn)測量、計數(shù)和控制的功能。計數(shù)器種中 類繁多, 在實際生活中被廣泛應(yīng)用各個領(lǐng)域，包括在工業(yè)生產(chǎn)方面、在數(shù)字方、交通信號 燈控制方面、切紙機械定位和電梯定位調(diào)速等方面，是日常生活中不可或缺的一種電子 部件。本設(shè)計是一個可預(yù)置計數(shù)范圍的簡單計數(shù)器。關(guān)鍵詞：計數(shù)器；測量；預(yù)置一、設(shè)計要求與課題描述設(shè)計一個可預(yù)置計數(shù)器，最大計數(shù)范圍是 09,采用一位LED數(shù)碼管顯示計數(shù)器，實 際的計數(shù)范圍可通過開關(guān)輸入預(yù)置，當(dāng)計數(shù)達到預(yù)置值時停止計數(shù)。計數(shù)器同時

2、具有復(fù) 位清零的功能。1、電路功能描述，方案論證和比較。2、設(shè)計并繪制出電路圖，仿真檢驗可行性。2、根據(jù)仿真的電路圖完成實物電路制作并調(diào)試。3、完成課程設(shè)計報告。兩人一組分工合作完成， 需要完成方案論證與確認(rèn)， 電路設(shè)計及仿真， 做板焊板及調(diào) 試，課程設(shè)計報告等工作。第十七周提交實物電路及課程告，并現(xiàn)場測試。二、課題背景與發(fā)展歷史鞏固和加深在 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 課程中所學(xué)的理論知識和 實訓(xùn)技能 ,基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計方法 , 并通過這一實訓(xùn)課程 ,能讓學(xué)生對電 子產(chǎn)品設(shè)計的過程有一個初步的了解，使學(xué)生掌握常用模擬、數(shù)字集成電路（計數(shù)器、 譯碼器、編碼器、比較器等）

3、的應(yīng)用。三、原理分析與公式推導(dǎo)整個計數(shù)器由計數(shù)部分和譯碼部分及顯示輸出部分構(gòu)成，用到四個TTL 芯片：74LS161十六進制計數(shù)芯片、74LS138X2組成的4線16線譯碼器、74LS48七段數(shù)碼管譯碼器。74LS161由時鐘CP四個數(shù)據(jù)輸入端P0P3清零/MR,使能CEP CET置數(shù)PE數(shù) 據(jù)輸出端Q0Q3及進位輸出TC. (TC=Q0Q1Q2 Q3CET構(gòu)成,當(dāng)清零端CR“0” , 計數(shù)器輸出Q3 Q2 Q1 Q0立即為全“ 0”，這個時候為異步復(fù)位功能。當(dāng) CR=“ 1”且 LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3 Q2 Q1、Q0的狀態(tài)分別與并 行數(shù)據(jù)輸入端D3

4、, D2, D1, D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。圖3-1 74IS161 管腳圖介紹用兩片3線-8線譯碼器74LS138構(gòu)成4線-16線譯碼器的邏輯圖如圖3-2所示。利用74IS138( 1)的控制端S1 S2與74LS138(2)的控制電路S1相連，接入四位輸入D0D1、D2 D3的最高為A3可以完成譯碼器的擴展。當(dāng)D3=0時，74LS138( 1)工作，74LS138(2)處于禁止?fàn)顟B(tài)，輸出為高電平；而當(dāng) D3=1時，74LS138( 2)工作，74LS138 (1)處于禁止?fàn)顟B(tài)。74LS138 (1)輸出為丫0

5、 丫7 ,74LS138 (2)輸出為丫8 丫15。圖 3-2 4 線 1 6線譯碼器圖 3-3 MuItiSim 仿真圖如圖 3-3 ，要實現(xiàn)預(yù)置功能， 關(guān)鍵在于當(dāng)計數(shù)值計到我們預(yù)期值時， 要使計數(shù)芯片在下一 個有效脈沖到來時清零。于是我們可以利用161芯片PE端的特點：當(dāng)PE=1時不影響計數(shù)，當(dāng)PE=0時，輸出為QA=A,QB=B,QC=C,QD=D以我們預(yù)置 A=B=C=D=0則當(dāng)PE=0時， 實現(xiàn)我們想要的清零工作。 那么問題來了，我們要如何確保當(dāng)且僅當(dāng)計數(shù)達到預(yù)期值時， PE返回值為0 (即完成清零工作)，而計數(shù)達到其他值時，PE返回值為1 (即繼續(xù)進行計 數(shù))。舉個例子，如果我們希

6、望計數(shù)范圍為 0-8 ，那么我們應(yīng)該保證當(dāng)計數(shù)芯片計數(shù)輸出 為0,1,27時，PE都為1,而當(dāng)且僅當(dāng)計數(shù)輸出達到8時，PE=Q這便讓我們想到譯 碼器的工作原理可以滿足我們的要求。我們將雙 138譯碼器的前 10個輸出(分別對應(yīng)計 數(shù)范圍09)分別通過開關(guān)與PE端相連。如此，如果當(dāng)我們希望預(yù)置計數(shù)范圍為1時，撥通開關(guān)1,斷開其他開關(guān)，此時PE就與138譯碼器輸出丫1相連，而當(dāng)且僅當(dāng)計數(shù)為1 時丫仁0,即PE=Q其他情況于此一致。四、實驗方法及步驟仿真繪圖：先用仿真軟件 MuItiSim 驗證電路圖的可行性， 確認(rèn)無誤后開始繪制對應(yīng)的 PCB 圖。轉(zhuǎn)印：用激光打印機將圖形打印在油紙的油面上，將熱轉(zhuǎn)

7、印機的最高溫度設(shè)定為170C, 將打印好的圖形，貼在已處理干凈的敷銅板上，將轉(zhuǎn)印紙超出敷銅板的其中一邊緊貼敷 銅板折向背面，固定好，然后送入制版機，稍候片刻，敷銅板將從制版機的后部送出。 待其溫度下降后，小心的將轉(zhuǎn)印紙從敷銅板上揭起，此時轉(zhuǎn)印紙上的圖形已被轉(zhuǎn)印在敷 銅板上。鉆孔：請先用高速電鉆在電路板上對準(zhǔn)焊盤中心鉆孔。 腐蝕：往熱水里倒入環(huán)保腐蝕劑，再把轉(zhuǎn)印好的銅板放入腐蝕液中進行腐蝕。觀察銅板 情況，腐蝕完成后撈出清洗，并磨去表面碳粉。焊接：把各元件按PCB圖安裝在板上并進行焊接。圖 4-1 成品圖圖 4-2 PCB 圖五、數(shù)據(jù)測量及結(jié)果分析六、結(jié)論通過這段時間的課程設(shè)計，我學(xué)到了很多東西

8、，我們運用所學(xué)的課本知識，以及查 閱相關(guān)的文獻，還要先復(fù)習(xí)以前學(xué)習(xí)過的知識，通過溫故而知新，使我一開始就有了應(yīng) 該怎樣完成“可預(yù)置計數(shù)器”的設(shè)計方案。在這次課程設(shè)計過程給我對理論課的學(xué)習(xí)提 供了很大的幫助，也使我意識到理論和實際相結(jié)合的重要性。這次課程設(shè)計將所學(xué)的知識和電子設(shè)計方法想結(jié)合，大大的調(diào)動了我們學(xué)習(xí)的積極 性，并有利于我們系統(tǒng)的科學(xué)地培養(yǎng)我們的實際動手能力，工程設(shè)計能力及創(chuàng)新設(shè)計能 力，給我們對理論課的學(xué)習(xí)提供了很大的幫助。也使我們意識到理論和實際相結(jié)合的重 要性。作為理工科大二學(xué)生，應(yīng)懂得理論聯(lián)系實際，并認(rèn)識其重要性和必要性。課程設(shè)計 是一件辛苦與充滿樂趣的事情，能加深我們對數(shù)電這門課程的理解，又能讓我們學(xué)會了 基本集成電路的運用。在設(shè)計過程中學(xué)到了很多在課本上學(xué)不到的東西，也發(fā)現(xiàn)了自己 的很多不足之處。深深的體會到只有認(rèn)真的去做才能知道它真正的意義， 不要眼高手低， 要一步一步，腳踏實地的去做。在設(shè)計中碰到一個接一個的難題， 在經(jīng)過洪老師的大力指導(dǎo)， 使難題一一得到化解。 這次課程設(shè)計既鍛煉了我們的動手