可预置计数器09.docx
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可预置计数器09
工学院课程设计报告
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题目:
可预置计数器
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教师评阅意见:
成绩
评审日期
一、设计要求与课题描述1
二、课题背景与发展历史2
三、原理分析与公式推导2
四、实验方法及步骤4
五、数据测量及结果分析5
六、结论5
摘要:
计数是一种简单的基本的运算,计数器就是实现这种运算的逻辑电路,计数器在数字系统中主要是对脉中的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能。
计数器种中类繁多,在实际生活中被广泛应用各个领域,包括在工业生产方面、在数字方、交通信号灯控制方面、切纸机械定位和电梯定位调速等方面,是日常生活中不可或缺的一种电子部件。
本设计是一个可预置计数范围的简单计数器。
关键词:
计数器;测量;预置
一、设计要求与课题描述
设计一个可预置计数器,最大计数范围是09,采用一位LED数码管显示计数器,实际的计数范围可通过开关输入预置,当计数达到预置值时停止计数。
计数器同时具有复位清零的功能。
1、电路功能描述,方案论证和比较。
2、设计并绘制出电路图,仿真检验可行性。
2、根据仿真的电路图完成实物电路制作并调试。
3、完成课程设计报告。
两人一组分工合作完成,需要完成方案论证与确认,电路设计及仿真,做板焊板及调试,课程设计报告等工作。
第十七周提交实物电路及课程告,并现场测试。
、课题背景与发展历史
巩固和加深在"模拟电子技术基础"和"数字电子技术基础"课程中所学的理论知识和实训技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,并通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解,使学生掌握常用模拟、数字集成电路(计数器、译码器、编码器、比较器等)的应用。
三、原理分析与公式推导
整个计数器由计数部分和译码部分及显示输出部分构成,用到四个TTL芯片:
74LS161
十六进制计数芯片、74LS138X2组成的4线16线译码器、74LS48七段数码管译码器。
74LS161由时钟CP,四个数据输入端P0~P3,清零/MR,使能CEP,CET,置数PE,数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.(TC=Q·0Q1·Q2·Q3·CET)构成,当清零端CR=“0”,计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”,这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时,在CP信号上升沿作用后,74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3,D2,D1,D0的状态一样,为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=E“T=1”、CP脉冲上升沿作用后,计数器加1。
图3-174ls161管脚图介绍
用两片3线-8线译码器74LS138构成4线-16线译码器的逻辑图如图3-2所示。
利用74ls138
(1)的控制端S1'、S2'与74LS138
(2)的控制电路S1相连,接入四位输入D0、D1、D2、D3的最高为A3可以完成译码器的扩展。
当D3=0时,74LS138
(1)工作,74LS138
(2)
处于禁止状态,输出为高电平;而当D3=1时,74LS138
(2)工作,74LS138
(1)处于禁止状
态。
74LS138
(1)输出为Y0'~Y7',74LS138
(2)输出为Y8~Y15。
图3-24线16线译码器
图3-3Multisim仿真图
如图3-3,要实现预置功能,关键在于当计数值计到我们预期值时,要使计数芯片在下一个有效脉冲到来时清零。
于是我们可以利用161芯片PE端的特点:
当PE=1时不影响计数,当PE=0时,输出为QA=A,QB=B,QC=C,QD=所D以.我们预置A=B=C=D=0则,当PE=0时,实现我们想要的清零工作。
那么问题来了,我们要如何确保当且仅当计数达到预期值时,PE返回值为0(即完成清零工作),而计数达到其他值时,PE返回值为1(即继续进行计数)。
举个例子,如果我们希望计数范围为0-8,那么我们应该保证当计数芯片计数输出为0,1,2⋯⋯7时,PE都为1,而当且仅当计数输出达到8时,PE=0。
这便让我们想到译码器的工作原理可以满足我们的要求。
我们将双138译码器的前10个输出(分别对应计数范围0~9)分别通过开关与PE端相连。
如此,如果当我们希望预置计数范围为1时,拨通开关1,断开其他开关,此时PE就与138译码器输出Y1相连,而当且仅当计数为1时Y1=0,即PE=0,其他情况于此一致。
四、实验方法及步骤
仿真绘图:
先用仿真软件Multisim验证电路图的可行性,确认无误后开始绘制对应的PCB图。
转印:
用激光打印机将图形打印在油纸的油面上,将热转印机的最高温度设定为170℃,将打
印好的图形,贴在已处理干净的敷铜板上,将转印纸超出敷铜板的其中一边紧贴敷铜板折向背面,固定好,然后送入制版机,稍候片刻,敷铜板将从制版机的后部送出。
待其温度下降后,小心的将转印纸从敷铜板上揭起,此时转印纸上的图形已被转印在敷铜板上。
钻孔:
请先用高速电钻在电路板上对准焊盘中心钻孔。
腐蚀:
往热水里倒入环保腐蚀剂,再把转印好的铜板放入腐蚀液中进行腐蚀。
观察铜板情况,腐蚀完成后捞出清洗,并磨去表面碳粉。
焊接:
把各元件按PCB图安装在板上并进行焊接。
五、数据测量及结果分析
六、结论
通过这段时间的课程设计,我学到了很多东西,我们运用所学的课本知识,以及查阅相关的文献,还要先复习以前学习过的知识,通过温故而知新,使我一开始就有了应该怎样完成“可预置计数器”的设计方案。
在这次课程设计过程给我对理论课的学习提供了很大的帮助,也使我意识到理论和实际相结合的重要性。
这次课程设计将所学的知识和电子设计方法想结合,大大的调动了我们学习的积极性,并有利于我们系统的科学地培养我们的实际动手能力,工程设计能力及创新设计能力,给我们对理论课的学习提供了很大的帮助。
也使我们意识到理论和实际相结合的重要性。
作为理工科大二学生,应懂得理论联系实际,并认识其重要性和必要性。
课程设计是一件辛苦与充满乐趣的事情,能加深我们对数电这门课程的理解,又能让我们学会了基本集成电路的运用。
在设计过程中学到了很多在课本上学不到的东西,也发现了自己的很多不足之处。
深深的体会到只有认真的去做才能知道它真正的意义,不要眼高手低,要一步一步,脚踏实地的
去做
这次
对我
在设计中碰到一个接一个的难题,在经过洪老师的大力指导,使难题一一得到化解课程设计既锻炼了我们的动手能力,又培养了的兴趣进一步丰富了自己的数字电子知识。
们以后所要做的毕业设计有了一个初步的了解。
参考文献
[1]童诗白模拟电子技术基础.北京:
高等教育出版社
[2]康华光电子技术基础数字部分.北京:
高等教育出版社
[3]数字电路实验指导书.华侨大学工学实验中心
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- 关 键 词:
- 预置 计数器 09
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