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文檔簡介

1、三位計數(shù)器的課程設(shè)計第一章 選題目的和意義目的:電子計數(shù)器是一種多功能的電子測量儀器。它利用電子學(xué)的方法測出一定時間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)目,并將結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來。通常電子計數(shù)器按不同的用途分幾類:1,按計數(shù)數(shù)值變化分: 加法計數(shù)器、減法計數(shù)器、可逆計數(shù)器;2,按進(jìn)制(計數(shù)器的模數(shù))分: 二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制計數(shù)器等;3,按計數(shù)器各觸發(fā)器狀態(tài)變化先后次序分: 同步計數(shù)器、異步計數(shù)器。本次選題的目的主要有以下幾點(diǎn):1,學(xué)習(xí)小規(guī)模計數(shù)器邏輯功能的測試方法;2,熟悉計數(shù)器的設(shè)計方法;3,熟悉中規(guī)模集成計數(shù)器的功能及應(yīng)用;4,進(jìn)一步熟悉數(shù)字邏輯實驗儀中的譯碼顯示功能;5,用數(shù)據(jù)選擇器來解決實際問題的

2、方法;6,掌握led數(shù)碼管及顯示電路的工作原理;7,學(xué)會綜合測試的方法;8,掌握譯碼顯示電路的原理;意義:1,養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)方法;養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣,培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力、培養(yǎng)團(tuán)結(jié)互助、協(xié)調(diào)一致的團(tuán)隊精神。2,養(yǎng)成質(zhì)量意識、工藝意識、技術(shù)規(guī)范意識;培養(yǎng)邏輯思維能力,推理、演繹能力、歸納、總結(jié)能力。3,培養(yǎng)語言表達(dá)與文字表達(dá)能力;培養(yǎng)自學(xué)能力、獲取知識的能力; 培養(yǎng)創(chuàng)新意識。第二章 技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢lexmark和hp現(xiàn)有的計數(shù)器技術(shù)主要為asic技術(shù)。從這點(diǎn)上來,再生制造商的 解決方法應(yīng)該是多項技術(shù)的綜合 解決方案。把oems技術(shù)的發(fā)展方向作為前提,再生

3、制造商也應(yīng)該有了明確的方向。但這種多技術(shù)的綜合 解決方案并不是簡簡單單就能達(dá)到的。從這一點(diǎn)上說,自行開發(fā)asic技術(shù)對再生制造商來說是最好的 解決方法。asic技術(shù)的特點(diǎn)有:應(yīng)用 程序用戶化,組件最小化,最優(yōu)化,能量耗損最節(jié)省化。缺點(diǎn)是:asic的設(shè)計技術(shù)太過專業(yè)化,制造 設(shè)備也需要較高的費(fèi)用。但只有這樣,才能保證高質(zhì)量的產(chǎn)品。還有一點(diǎn):一但一個asic集成方案設(shè)計完成。就很難改變,不像現(xiàn)在利用的比較靈活的multi-component(多種技術(shù)綜合)解決方案。所以自行開發(fā)asic技術(shù)無疑對再生時常來說還需要大量的資本和專業(yè)的技術(shù)來源。很明顯,oems接連不斷的利用越來越高級的技術(shù)就是要把再生

4、再生制造商趕盡殺絕。首先,他們可以擴(kuò)大技術(shù)難度,這項措施就可以讓oems制造商得到更多的經(jīng)濟(jì)收入。對于激光 打印機(jī)制造商來說, 設(shè)置障礙技術(shù)也需要一定的費(fèi)用。但是,不管他們在計數(shù)器上投入多大的資金,他們的收入還是會大于他們的指出。所以他們會繼續(xù)大力發(fā)展障礙技術(shù)。但有一點(diǎn),這種投入也是要有一定底線的,因為他們要發(fā)展這項技術(shù)就是要得到更多的經(jīng)濟(jì)收入。如果為了發(fā)展這項技術(shù)而導(dǎo)致的結(jié)果向軍備競賽一樣,那就得不償失了!那些不具備高新技術(shù)的再生制造商,他們的市場占有率會越來越下降。但對有實力的再生制造商來說,這無疑是一個非常好的消息。因為有可能別人失去的市場正是他們所要占有的。從過去幾年的情況看來,再生再

5、生制造商已經(jīng)區(qū)分出不同的等級。高水平的越來越高,低水平的越來越低。而且不同的產(chǎn)品再生制造商也在分化。這都是被技術(shù)障礙所劃分的。就是說,對于再生制造商來說,劃分等級的標(biāo)準(zhǔn)不再是密度和產(chǎn)量。更多的是再生制造商的技術(shù)實力。還有一點(diǎn)就是,再生再生制造商有沒有意識到這種危機(jī)的存在。如果還沒意識到,那么這樣的再生再生制造商就會被淘汰。而生存下來的那些再生再生制造商,他們的市場份額就會大幅度的提高。 這項行業(yè)的發(fā)展受到通用技術(shù),服務(wù)和硬件技術(shù)的影響。只要oems的技術(shù)有提高,那么我們的技術(shù)就必須提高?,F(xiàn)在需要解決的技術(shù)難題是hp4100,hp9000,t520,t620。第三章 解決問題的技術(shù)方案受網(wǎng)絡(luò)的影

6、響,oems的障礙技術(shù)降低了再生再生制造商深入市場的 速度。這種情況在幾種機(jī)型上體現(xiàn)得非常明顯,例如:hp4100,hp9000,lexmark t520,620等。說到4100,再生再生市場的占有率比hp4000的占有率減少了近50%。再生再生制造商從2002.8月才滲入hp9000的市場。相對于hp8100(82x)只有少量的增長。lexmark的t520和t620也一樣,過了一段時間,再生再生制造商才找出解決問題的方案。lexmark的主機(jī)的變化,也給再生再生制造商帶來了很大的麻煩。觀察以前的情況,更高級的障礙技術(shù)會給再生再生制造商帶來更大的麻煩。 經(jīng)濟(jì)的影響和再生再生制造商經(jīng)濟(jì)實力的增

7、高同樣會給再生再生制造商帶來很大的影響。財政收入和支出都會繼續(xù)增長,而且增長的步伐會加快。不是所有的再生再生制造商都有足夠的實力來迎接這項挑戰(zhàn)。換句話說,有些再生再生制造商是沒有實力來攻克這些技術(shù)難關(guān)的。實訓(xùn)設(shè)備和器件實訓(xùn)設(shè)備:萬用表、邏輯試電筆、示波器、直流穩(wěn)壓電源。實訓(xùn)器件:實驗電路板、二進(jìn)制計數(shù)器74ls160兩個、字符譯碼器74ls48三個、共陰極數(shù)碼管三個、與非門74ls00三塊,紐扣開關(guān)三個等。第四章 所設(shè)計方案的工作原理查集成電路手冊,初步了解74ls160、74ls48、和數(shù)碼管的功能,確定74ls160、74ls48、74ls00的管腳排列,了解各管腳的功能。實訓(xùn)電路如圖4-

8、1所示。電路中由兩個與非門構(gòu)成單脈沖發(fā)生器,計數(shù)器74ls160對其產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計數(shù),計數(shù)結(jié)果送入字符譯碼器并驅(qū)動數(shù)碼管,使之顯示單脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖個數(shù)。同理,由三個74ls160計數(shù)器進(jìn)行計數(shù),再由三個74ls48譯碼器進(jìn)行譯碼,送給三個共陰極數(shù)碼顯示器ambercc,由此,就組成了一個三位計數(shù)器。具體過程如下:74ls00產(chǎn)生脈沖74ls160計數(shù)器74ls48譯碼器共陰極數(shù)碼顯示器ambercc第五章 方案設(shè)計第一節(jié),預(yù)習(xí)了解各管腳的功能。第二節(jié),連接電路按實驗電路圖在實驗板上安裝好實驗電路,檢查電路連接,確認(rèn)無誤后再接電源。第三節(jié),電路邏輯關(guān)系檢測利用開關(guān)分別將74ls00的4、

9、2管腳輪流接地,當(dāng)管腳2每接地一次,用邏輯試電筆(或示波器)測試74ls160的四個輸出端q3q0的電平同時觀察數(shù)碼管顯示的數(shù)字。第四節(jié),74ls160功能試驗(1)異步置“0”功能:接好電源和地,將清除端 接低電平,無論其他各輸入端的狀態(tài)如何,測試計數(shù)器的輸出端。如果操作無誤q3q0均為0。(2)預(yù)置數(shù)功能:將 接高電平, 接低電平,數(shù)據(jù)輸入端d3d0置0011,在cp的上升沿作用后,測試輸出端q3q0的電平。如果操作準(zhǔn)確,d3d0的數(shù)據(jù)為0011,說明d3d0的數(shù)據(jù)已預(yù)置到q3q0端。(3)計數(shù)和進(jìn)位功能:將 、 、cet、cep端均接高電平,clk端輸入單脈沖,記錄輸出端狀態(tài)。如果操作準(zhǔn)

10、確,每輸入一個cp脈沖,計數(shù)器就進(jìn)行一次加法計數(shù)。計數(shù)器輸入16個脈沖時,輸出端q3q0變?yōu)?000,此時進(jìn)位輸出端tc輸出一個高電平脈沖。(4)保持功能:將 和 接高電平,cet和cep其中一個為低電平,其余輸入端無論接什么電平,觀察輸出端的狀態(tài)。如果操作無誤,q3q0保持不變。原理圖如圖4-1所示:圖4-1第五節(jié),總結(jié)與分析(1)該實訓(xùn)電路的功能是對輸入脈沖從000999進(jìn)行遞增計數(shù),并通過譯碼顯示電路將所記的脈沖數(shù)顯示出來。(2)如果我們給步驟3)的測試結(jié)果賦值(高電平為1,低電平為0),將得到9組相應(yīng)的四位二進(jìn)制代碼(00001001)。不難發(fā)現(xiàn),利用開關(guān)將74ls00的管腳2每接地一

11、次,即對74ls160輸入一個計數(shù)脈沖,74ls160的輸出就遞增1,表明74ls160能記錄輸入脈沖個數(shù),故稱為計數(shù)器。(3)將計數(shù)器74ls160輸出的二進(jìn)制代碼輸入到由74ls48和數(shù)碼管組成的譯碼顯示電路,即可用十進(jìn)制數(shù)顯示計數(shù)結(jié)果。(4)通過以上可以看出,計數(shù)器74ls160具有計數(shù)、進(jìn)位、清“0”、預(yù)置數(shù)和保持功能。另外,電路圖中由74ls00組成的基本rs觸發(fā)器是一個手動的單脈沖發(fā)生器。管腳4、2輪流接地一次,rs觸發(fā)器就產(chǎn)生一個脈沖,用來為計數(shù)器提供計數(shù)脈沖。第六章 設(shè)計說明、設(shè)計清單本次課程設(shè)計是一個三位計數(shù)器,該計數(shù)器可以對輸入脈沖進(jìn)行計數(shù),采用74ls00與非門產(chǎn)生脈沖信

12、號,傳遞給74ls160進(jìn)行計數(shù),在由74ls48進(jìn)行譯碼,最后給共陰極數(shù)碼顯示器ambercc顯示數(shù)據(jù),此三位計數(shù)器的計數(shù)范圍是000999,在任何時刻均可通過置零端復(fù)位。具體所用芯片資料如下:一,74ls00資料:簡要說明:74ls00為2輸入端與非門(正邏輯),共有54/7400,54/74h00,54/74s00,54/74ls00四種線路結(jié)構(gòu)形式,其主要特點(diǎn)典型值如下:表6-1引出端符號1a-4a,1b-4b,輸入端1y-4y 輸出端邏輯圖圖6-1 電源電壓7v輸入電壓74ls007v工作環(huán)境溫度:74xxx 070c存儲溫度-65150c功能表表6-2表6-3二,74ls48資料輸

13、出端(yayg)為高電平有效,可驅(qū)動燈緩沖器或共陰極 vled。當(dāng)要求輸出 015 時,消隱輸入( b i )應(yīng)為高電平或開路,對于輸出為 0 時還要求脈沖消隱輸入( r b i )為高電平或者開路。當(dāng) b i 為低電平時,不管其它輸入端狀態(tài)如何,yayg均為低電平。當(dāng)rbi和地址端(a0a3)均為低電平,并且燈測試輸入端( l t )為高電平時,ya yg為低電平,脈沖消隱輸出( r b o )也變?yōu)榈碗娖健.?dāng) b i 為高電平或開路時, l t 為低電平可使yayg均為高電平。48 與 248 的引出端排列、功能和電特性均相同,差別僅在顯示 6 和 9,248 所顯示的6 和 9 比 48

14、 多出上杠和下杠。引出端符號a0a3譯碼地址輸入端b i / r b o 消隱輸入(低電平有效)/脈沖消隱輸出(低電平有效)l t 燈測試輸入端(低電平有效)r b i 脈沖消隱輸入端(低電平有效)yayg段輸出邏輯圖圖6-2功能表表6-4輸出樣式:表6-5極限值電源電壓.7v輸入電壓54/7448.5.5v54/74ls48 .7v工作環(huán)境溫度74xxx . 070存儲溫度-65150靜態(tài)特性(ta為工作環(huán)境溫度)表6-6 1: 測試條件中的“最小”和“最大”用推薦工作條件中的相應(yīng)值。動態(tài)特性(ta=25)參數(shù)2測 試 條 件48ls48單位最大最大tplha任一yvcc =5v, cl=1

15、5pf,rl=1 k(ls48 為4k)100100nstphl100100nstplh任一 rl=1 k(ls48 為6k)100100nstphl100100nsr b iy2: tplh輸出由低電平到高電平傳輸延遲時間 tphl輸出由高電平到低電平傳輸延遲時間表6-7三,74ls160資料簡要說明74ls160為可預(yù)置的十進(jìn)制同步計數(shù)器,160的清除端是異步的,當(dāng)/mr為低電平時,不管時鐘cp狀態(tài)如何,即可完成清除功能。160的預(yù)置是同步的,當(dāng)置入控制器/pe為低電平時,在cp上升沿作用下,輸出端q0-q3與數(shù)據(jù)輸入端p0-p3一致,當(dāng)cp由低至高跳變或跳變前,如果計數(shù)控制端cep,ce

16、t為高電平,則/pe應(yīng)避免由低至高電平的跳變,而74ls160無此限制。160計數(shù)是同步的,靠cp同時加在四個觸發(fā)器上實現(xiàn)的,的那個cep,cet都是高電平時,在cp上升沿作用下q0-q3同時變化從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰,對于74ls160,只有當(dāng)cp為高電平時,cep,cbt才允許由高至低低電平的跳變,而74ls160的cep,cet跳變與cp無關(guān)。160有超前進(jìn)位功能,當(dāng)計數(shù)溢出時,進(jìn)位輸出端(tc)輸出一個高電平脈沖,騎寬度為q0的高電平部分。在不外加門電路的情況下,可級聯(lián)成n位同步計數(shù)器。在cp出現(xiàn)前,即使cep,cet,/mr發(fā)生變化,電路功能也不受影響。圖6-3表6-8

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