數(shù)電課設(shè) (3)

1、課程設(shè)計(jì)（論文）課程名稱: 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 題 目：設(shè)計(jì)任意模值的計(jì)數(shù)器 院 （系）： 信息與工程控制 專業(yè)班級(jí)： 電信1202 姓 名： * 學(xué) 號(hào)： 201206030228 指導(dǎo)教師： * 2015年 1 月 9 日西安建筑科技大學(xué)華清學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)專業(yè)班級(jí)：電子信息科學(xué)與技術(shù)1202級(jí)學(xué)生 學(xué)生姓名：* 指導(dǎo)教師（簽名）： 一、課程設(shè)計(jì)（論文）題目設(shè)計(jì)任意模值的計(jì)數(shù)器二、本次課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)達(dá)到的目的任意模值的計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)，并仿真實(shí)現(xiàn)。 三、本次課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求等） 用74LS160實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

2、，并用邏輯分析儀觀測(cè)輸出、進(jìn)位輸出和時(shí)鐘脈沖。（A組采用異步級(jí)聯(lián)構(gòu)成模100計(jì)數(shù)器，再用清0法實(shí)現(xiàn)； B組采用采用同步級(jí)聯(lián)構(gòu)成模100計(jì)數(shù)器，再用清0法實(shí)現(xiàn)； C組采用大模分解法，用清0法實(shí)現(xiàn)。）四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)： 1.楊頌華，馮毛官等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.西安電子科技大學(xué)出版社，2009.2.尹勇，李林凌. Multisim電路仿真入門(mén)與進(jìn)階M. 北京：清華大學(xué)出版社，2005.3.黃智偉，李傳琪等.基于Multisim 2001的電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析 M. 北京：電子工業(yè)出版社，2004. 4.王澤保，趙博.數(shù)字電路典型實(shí)驗(yàn)范例剖析M.北京：人民郵電出版社，2004.

3、5.邱關(guān)源,羅先覺(jué).電路（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.五、審核批準(zhǔn)意見(jiàn)教研室主任（簽字） 摘 要 用74LS160實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并用邏輯分析儀觀測(cè)輸出、進(jìn)位輸出和時(shí)鐘脈沖。 使用MULTISIM11.0軟件設(shè)計(jì)一個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其功能為每隔1s，計(jì)數(shù)器增1；能以數(shù)字形式顯示時(shí)間。當(dāng)定時(shí)器遞增到59時(shí)，定時(shí)器會(huì)自動(dòng)返回到00顯示，然后繼續(xù)計(jì)時(shí)。整個(gè)計(jì)數(shù)過(guò)程中，X1即發(fā)光燈會(huì)顯示進(jìn)位信號(hào)。 本課程設(shè)計(jì)用了兩個(gè)74LS160同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制功能。所以對(duì)于任何一種邏輯電路與邏輯功能，只要找到其中相互轉(zhuǎn)換的方法與聯(lián)系，就可以用最普通的芯片與電路來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多樣的電路與

4、邏輯功能。 由于現(xiàn)代社會(huì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的高速發(fā)展，因而由這技術(shù)制造出來(lái)的越來(lái)越先進(jìn)，數(shù)字鐘體積小，安裝使用方便，不僅可以作為家用電子鐘，而且可以廣泛用于車站、體育場(chǎng)館等公共場(chǎng)所。雖然數(shù)字鐘的外形和功能不盡相同，但是用于制造數(shù)字鐘的原理基本上都是一樣的關(guān)鍵詞：74LS160，大模分解，計(jì)數(shù)器目 錄1設(shè)計(jì)任務(wù)12設(shè)計(jì)方案23電路設(shè)計(jì)44整體電路圖的仿真測(cè)試及性能檢測(cè)55收獲與心得體會(huì)66參考書(shū)目7設(shè)計(jì)任意模值的計(jì)數(shù)器1 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 任務(wù)要求 用74LS160實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并用邏輯分析儀觀測(cè)輸出、進(jìn)位輸出和時(shí)鐘脈沖。（采用大模分解法，用清0法實(shí)現(xiàn)。）熟知設(shè)計(jì)要求，明確設(shè)

5、計(jì)系統(tǒng)的全部功能，要求及計(jì)數(shù)指標(biāo)，熟知各元器件之間的關(guān)系，確定各器件之間的量值。1.2 設(shè)計(jì)目的1）掌握不同進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法。2）熟悉74LS160同步加法計(jì)數(shù)器使用。3）掌握單元電路組成系統(tǒng)電路的方法。1.3 設(shè)計(jì)要求1）每隔1秒，計(jì)數(shù)器加1。2）當(dāng)定時(shí)器遞增到59時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)返回到00。3）能顯示計(jì)數(shù)值。4）電源，100Hz，5V。5）根據(jù)要求設(shè)計(jì)出電路原理圖。6）進(jìn)行電路的仿真和調(diào)試。7）分析總結(jié)。2 設(shè)計(jì)方案2.1 選擇論證的基本過(guò)程 1）每隔1s，計(jì)數(shù)器增1；能以數(shù)字形式顯示時(shí)間。 2）當(dāng)定時(shí)器遞增到59時(shí)，定時(shí)器會(huì)自動(dòng)返回到00顯示，然后繼續(xù)計(jì)時(shí)。整個(gè)計(jì)數(shù)過(guò)程中，LED1即發(fā)

6、光燈會(huì)顯示進(jìn)位信號(hào)。 3）本設(shè)計(jì)主要設(shè)備是兩個(gè)74LS160同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并且由100HZ，5V電源供給。2.2 74LS160功能簡(jiǎn)介圖1 74LS160芯片 這種同步可預(yù)置十進(jìn)計(jì)數(shù)器是由四個(gè)D型觸發(fā)器和若干個(gè)門(mén)電路構(gòu)成，內(nèi)部有超前進(jìn)位，具有計(jì)數(shù)、置數(shù)、禁止、直接（異步）清零等功能。對(duì)所有觸發(fā)器同時(shí)加上時(shí)鐘，使得當(dāng)計(jì)數(shù)使能輸入和內(nèi)部門(mén)發(fā)出指令時(shí)輸出變化彼此協(xié)調(diào)一致而實(shí)現(xiàn)同步工作。這種工作方式消除了非同步（脈沖時(shí)鐘）計(jì)數(shù)器中常有的輸出計(jì)數(shù)尖峰。緩沖時(shí)鐘輸入將在時(shí)鐘輸入上升沿觸發(fā)四個(gè)觸發(fā)器。 這種計(jì)數(shù)器是可全編程的，即輸出可預(yù)置到任何電平。當(dāng)預(yù)置是同步時(shí)，在置數(shù)輸入上將建立一低電平，禁止計(jì)數(shù)

7、，并在下一個(gè)時(shí)鐘之后不管使能輸入是何電平，輸出都與建立數(shù)據(jù)一致。清除是異步的（直接清零），不管時(shí)鐘輸入、置數(shù)輸入、使能輸入為何電平，清除輸入端的低電平把所有四個(gè)觸發(fā)器的輸出直接置為低電平。 超前進(jìn)位電路無(wú)須另加門(mén)，即可級(jí)聯(lián)出n位同步應(yīng)用的計(jì)數(shù)器。它是借助于兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入和一個(gè)動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入（ENP和ENT）計(jì)數(shù)時(shí)必須是高電平，且輸入ENT必須正反饋，以便使能動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出。因而被使能的動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出將產(chǎn)生一個(gè)高電平輸出脈沖，其寬度近似等于QA輸出高電平。此高電平溢出進(jìn)位脈沖可用來(lái)使能其后的各個(gè)串聯(lián)級(jí)。使能ENP和ENT輸入的跳變不受時(shí)鐘輸入的影響。 電路有全獨(dú)立的時(shí)鐘電路

8、。改變工作模式的控制輸入（使能ENP、ENT或清零）縱使發(fā)生變化，直到時(shí)鐘發(fā)生為止，都沒(méi)有什么影響。計(jì)數(shù)器的功能（不管使能、不使能、置數(shù)或計(jì)數(shù)）完全由穩(wěn)態(tài)建立時(shí)間和保持時(shí)間所要求的條件來(lái)決定。 CLK是脈沖輸入端；RCO是進(jìn)位信號(hào)輸出端；ENP和ENT是計(jì)數(shù)器工作狀態(tài)端；CLR是異步清零端；LOAD是置數(shù)端；VCC接正電源，GND接地；AD是數(shù)據(jù)輸入端，QAQD是計(jì)數(shù)器狀態(tài)輸出端。電源電壓5V，輸入電壓5V。其狀態(tài)表下所示：表 1 74LS160狀態(tài)表輸入輸出CLLENENCLABCDQAnQBnQCnQDnCRDTPKO0xxxxxxxx00000010xxabcdabcd1111xxxx計(jì)

9、數(shù)110xxxxxx保持11x0xxxxx保持3 電路設(shè)計(jì) 電路主要由兩個(gè)74LS160芯片，電源，兩個(gè)顯示器，一個(gè)邏輯分析儀構(gòu)成。采用的組合方法是大模值分解法：將模M分解為，用2片計(jì)數(shù)器分別組成6進(jìn)制和10進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，然后將他們級(jí)聯(lián)組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖2 74LS160六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4 整體電路圖的仿真測(cè)試及性能檢測(cè)4.1電路的安裝調(diào)試（仿真） 圖3 74LS160仿真圖4 74LS160仿真經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試，本電路可以正常運(yùn)行，從0到59 計(jì)數(shù)。4.2性能指標(biāo)測(cè)量及記錄 圖5邏輯分析儀 根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知，Vcc，對(duì)象7，對(duì)象9，對(duì)象10恒定為1；1,2,3,4,9,11,12,13,14,

10、15,clock out恒定為0，clock int 0/1波動(dòng)。5 收獲與心得體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和仿真圖，和芯片上的選擇。這個(gè)方案總共使用了74LS160兩個(gè)，7401N，邏輯分析儀一個(gè)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。 我沉得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我

11、們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個(gè)期末測(cè)試之后的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。 我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！6 參考書(shū)目：1楊頌華，馮毛官等,數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M,西安電子科技大學(xué)出版社，2