采用74LS192设计的47进制计数器.docx

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采用74LS192设计的47进制计数器

《电子设计基础》

课程报告

设计题目：

4/7进制计数器设计

学生班级：

通信0902

学生学号：

20095972

学生姓名：

指导教师：

时间：

2011.6．24

西南科技大学

信息工程学院

一.设计题目及要求

1、题目：

4/7进制计数器设计：

采用74LS192（40192）。

2、要求：

a、数码管显示状态。

b、用开关切换两种进制。

c、计数脉冲由外部提供。

二.题目分析与方案选择

由题目及其要求分析可知，首先要使用74LS192或40192设计一个4进制计数器和一个7进制计数器，然后通过数码管来显示状态。

两种进制间的切换可以通过一个单刀双掷开关来实现。

其重点和难点在于设计一个4进制计数器和一个7进制计数器。

通过分析74LS192和40192的特点，发现可以使用清零法来设计一个4进制计数器，而7进制则不能直接通过置数或者清零获得。

因此我选择采用置数法将74LS192或40192设计的从0到7的8进制计数器改装为从1到7的计数器，然后再通过一个减法器使从1到7的计数器变为从0到6的7进制计数器。

而减法器可以使用集成加法器和四个异或门来实现。

三.主要元器件介绍

在本课程设计中，主要用到了74LS192计数器、7447译码器、74LS00与非门、7408与门、74LS136异或门、74283加法器、七段数码显示器和一个单刀双掷开关等元器件。

一、十进制同步可逆计数器74LS192

功能如下：

1.异步清零。

74LS192的输入端异步清零信号CR，高电平有效。

仅当CR=1时，计数器输出清零，与其他控制状态无关。

2.异步置数控制。

LD非为异步置数控制端，低电平有效。

当CR=0,LD非=0时，D1D2D3D4被置数,不受CP控制。

3.加法计数器，当CR和LD非均无有效输入时，即当CR=0、LD非=1,而减数计数器输入端CPd为高电平，计数脉冲从加法计数端CPu输入时，进行加法计数；当CPd和CPu条件互换时，则进行减法计数。

4.保持。

当CR=0、LD非=1（无有效输入），且当CRd=CPu=1时，计数器处于保持状态。

5.进行加计数，并在Q3、Q0均为1、CPu=0时，即在计数状态为1001时，给出一进位信号。

进行减计数，当Q3Q2Q1Q0=0000，且CPd=0时，BO非给出一错位信号。

这就是十进制的技术规律。

在设计过程中，我主要利用74LS192的计数功能，通过置数法和清零法将其改造为一个4进制计数器和一个7进制计数器。

74LS192功能表

74LS192引脚图

二、显示译码器

1．七段数码显示器

七段式数码显示器是目前使用最广泛的一种数码显示器。

这种数码显示器有分布在同一平面的七段可发光的线段组成，可用来显示数字、文字、符号。

最常用的七段数码显示器有半导体数码管和液晶显示器两种。

根据发光二极管的连接形式不同，分为共阴极显示器和共阳极显示器（如图）。

共阴极显示器将七个发光二极管的阴极连接在一起，作为公共端。

在电路中，将公共端接于低电平，将某段二极管的阳极为高电平时，相应段发光。

共阳极的显示方式和共阴极相反。

三、7447显示译码器

七段显示器译码器把输入的BCD码，翻译成驱动七段LED数码管各对应段所需的电平。

七段显示译码器7447是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。

它用于对十进制数的8421BCD码进行译码，以驱动七段显示器显示十进制数字。

其输入为8421BCD码，输出高电平有效，可直接驱动阴极显示器，其功能表和7448的功能表一样如图所示，表中10~15六个状态一般不用。

除了译码输入、输出外，7447还有三个辅助控制端，以增强器件功能。

四、74283加法器

每一位的进位信号送给高位作为输入信号，因此，任一位的加法运算必须在低一位的运算完成之后才能进行，这种进位方式成为串行进位，这种加法器的逻辑电路较为简单。

74283管脚图

74283原理图

四.电路设计及计算

1.选择一个方波信号发生器作为输入信号源；

CP

2利用74LS192，通过清零法设计一个四进制计数器，状态图如下：

00000001

0100

00110010

3、利用74S192通过置数法设计一个从1到7的计数器，状态图如下：

000100100011

0111011001010100

然后通过减法器在每一个状态的基础上减去一个1，从而实现一个7进制计数器。

减法器电路如图所示

4、通过一个单刀双掷开关控制信号源，从而进行四进制和七进制之间的转换。

接4进制计数器

接7进制计数器

接地

5、进行四进制计数时，在74LS192后面接一个7447显示译码管，将8421BCD码转换成十进制，最后通过一个七段显示数码管来显示数据输出状态。

6、在进行七进制计数时，用40192进行置数法计数，预置数为0001，计数到1000后反馈到置数端，循环计数，后面接一个74238加法器构成的减法器，使输出显示数字在0000~0110之间计数，在经过7447译码管将其转化为十进制数0~6，从而实现七进制计数器功能。

五、原理图、仿真图及结果分析、PCB版图

原理图如下所示：

仿真及结果分析

MULTISIM仿真图

四进制波形

七进制波形

PCB板排布

2.PCB原理图如下:

PCB顶层

PCB底层

总结:

完成这次课程设计之后，我觉得自己在电子设计过程中收获了很多，在这过程中我遇到了很多困难：

在电路仿真时候，我觉得原理图是正确的，但运行不出想要的结果，我把74LS192换成了同样是计数器的74LS161,结果可以实现4、7进制的转换，于是我认为时芯片出了问题，找到老师说明了我的问题后，才知道是这个芯片本身特点，要根据它自身的性质来修改原理图；还有，接地的标号中要把Net选项选为GND，不然在PCB制作中将没有接地这一个选项出现；在PCB板制作时，要对元器件不断调整位置来使排版最佳。

体会：

通过这次课程设计，我对电子设计又有了更深了解，这过程中遇到的困难正是我所收获的，解决它们的过程也是我自身能力提高和拓展知识的过程。

我的专业要求要有很强的动手能力，只有亲自经历，才能把书本的理论知识和实践结合起来，巩固所学知识。

完成这次课程设计增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，对我以后的学习很大帮助。