可預置計數(shù)器(0-9).doc

工學院課程設計報告題目： 可預置計數(shù)器 照片專業(yè)班級： 姓名： 學號： 教師評閱意見：成績評審日期目錄一、設計要求與課題描述1二、課題背景與發(fā)展歷史2三、原理分析與公式推導2四、實驗方法及步驟4五、數(shù)據(jù)測量及結(jié)果分析5六、結(jié)論5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。本設計是一個可預置計數(shù)范圍的簡單計數(shù)器。關(guān)鍵詞：計數(shù)器；測量；預置一、 設計要求與課題描述設計一個可預置計數(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)輸入預置，當計數(shù)達到預置值時停止計數(shù)。計數(shù)器同時具有復位清零的功能。1、電路功能描述，方案論證和比較。2、設計并繪制出電路圖，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、完成課程設計報告。兩人一組分工合作完成，需要完成方案論證與確認，電路設計及仿真，做板焊板及調(diào)試，課程設計報告等工作。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)課程中所學的理論知識和實訓技能,基本掌握常用電子電路的一般設計方法,并通過這一實訓課程,能讓學生對電子產(chǎn)品設計的過程有一個初步的了解，使學生掌握常用模擬、數(shù)字集成電路（計數(shù)器、譯碼器、編碼器、比較器等）的應用。三、原理分析與公式推導整個計數(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以及進位輸出TC.（TC=Q0Q1Q2Q3CET）構(gòu)成，當清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當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，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。圖3-1 74ls161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74ls138（1）的控制端S1、S2與74LS138（2）的控制電路S1相連，接入四位輸入D0、D1、D2、D3的最高為A3可以完成譯碼器的擴展。當D3=0時，74LS138（1）工作，74LS138（2）處于禁止狀態(tài)，輸出為高電平；而當D3=1時，74LS138（2）工作，74LS138（1）處于禁止狀態(tài)。74LS138（1）輸出為Y0 Y7,74LS138（2）輸出為Y8 Y15。 圖3-2 4線16線譯碼器 圖3-3 Multisim仿真圖如圖3-3，要實現(xiàn)預置功能，關(guān)鍵在于當計數(shù)值計到我們預期值時，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PE=1時不影響計數(shù)，當PE=0時，輸出為QA=A,QB=B,QC=C,QD=D.所以我們預置A=B=C=D=0,則當PE=0時，實現(xiàn)我們想要的清零工作。那么問題來了，我們要如何確保當且僅當計數(shù)達到預期值時，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，如果我們希望計數(shù)范圍為0-8，那么我們應該保證當計數(shù)芯片計數(shù)輸出為0,1,27時，PE都為1，而當且僅當計數(shù)輸出達到8時，PE=0。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（分別對應計數(shù)范圍09）分別通過開關(guān)與PE端相連。如此，如果當我們希望預置計數(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Y1相連，而當且僅當計數(shù)為1時Y1=0，即PE=0，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Multisim驗證電路圖的可行性，確認無誤后開始繪制對應的PCB圖。轉(zhuǎn)?。河眉す獯蛴C將圖形打印在油紙的油面上，將熱轉(zhuǎn)印機的最高溫度設定為170，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計，我學到了很多東西，我們運用所學的課本知識，以及查閱相關(guān)的文獻，還要先復習以前學習過的知識，通過溫故而知新，使我一開始就有了應該怎樣完成“可預置計數(shù)器”的設計方案。在這次課程設計過程給我對理論課的學習提供了很大的幫助，也使我意識到理論和實際相結(jié)合的重要性。這次課程設計將所學的知識和電子設計方法想結(jié)合，大大的調(diào)動了我們學習的積極性，并有利于我們系統(tǒng)的科學地培養(yǎng)我們的實際動手能力，工程設計能力及創(chuàng)新設計能力，給我們對理論課的學習提供了很大的幫助。也使我們意識到理論和實際相結(jié)合的重要性。作為理工科大二學生，應懂得理論聯(lián)系實際，并認識其重要性和必要性。課程設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，又能讓我們學會了基本集成電路的運用。在設計過程中學到了很多在課本上學不到的東西，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。在設計中碰到一個接一個的難題，在經(jīng)過洪老師的大力指導，使難題一一得到化解。這次課程設計既鍛煉了我