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1、-.z.1.设计任务 1.1 设计目的 1.了解计数器的组成及工作原理。2.进一步掌握计数器的设计方法和计数器相互级联的方法。3.进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。4.进一步掌握数字系统的制作和布线方法。5.熟悉集成电路的引脚安排。1.2 设计指标 1.以 24 为一个周期，且具有自动清零功能。2.能显示当前计数状态。1.3 设计要求 1.画出总体设计框图，以说明计数器由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向。并以文字对原理作辅助说明。2.设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。3.选择适宜的元器件，利用 multisim 仿真软件验证、调试各个功能模
2、块的电路，在接线验证时设计、选择适宜的输入信号和输出方式，在确定电路充分正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。4.在验证各个功能模块根底上，对整个电路的元器件和布线进展合理布局。5.打印 PCB 板，腐蚀，钻孔，插元器件，焊接再就对整个计数器电路进展调试。.计数器由计数器、译码器、显示器三局部电路组成，再由 555 定时器组成的多谐振荡器来产生方波，充当计数脉冲来作为计数器的时钟信号，计数结果通过译码器显示。图 1 所示为计数器的一般构造框图。单时钟同步 24 进制计数器课程设计报告 2 图 1 计 数 器 构 造 框 图 3.1 555 多谐荡电路 555 多谐振荡电路由
3、 NE555P 芯片、电阻和电容组成。由 NE555P 的 3 脚输 出方波。图 2 555 电 路 3.2 计数器电路 集成计数芯片一般都设置有清零输入端和置数输入端，而且无论是清零还是置数都有同步和异步之分。有的集成计数器采用同步方式，即当 CP 触发沿到来时才能完成清零或置数任务；有的集成计数器则采用异步方式，即通过触发器的异步输入端来直接实现清零或置数，与 CP 信号无关。本设计采用异步清零。由 2 片十进制同步加法计数器 74LS160图 2-1-1、一片与非门 74LS00图 2-1-2和相应的电阻、开关。由外加送来的计数脉冲由 555 电路产生送入两个计数器的 CLK 端，电路在
4、计数脉冲的作用下按二进制自然序依次递增 1，当个位计数到 9 时，输出进位信号给十位充当使能信号进位。当计数到 24，这显示器个位输出 0010也就是 4，显示器十位输出 0010 也就是 2，显示器十位计数器只有 QC 端有输出，显示器个位计数器只有 QB 端有输出，将十位的 QC、个位的 QB 端接一个二输入与非门，与非门输出一路送入十位计数器的清零端，一路送入个位计数器的清零端，将整个电路清零，完成周期为 24 的计数。计数脉冲(由555电路产生)异步清零计数器 十位数码显示管 译码驱动 异步清零计数器 个位位数码示像译码驱动 CP CP 强 制清 零-.z.3.3 译码和显示电路 由
5、2 个 74LS48 和 2 个数码管组成驱动电路将计数器输出的 8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。数码管通常有发光二极管LED数码管和液晶LCD数码管，本设计提供的为 LED 数码管。3.4 强制清零 按下复位开关使两计数器的CR端强制为低电平从而进展强制清零。4系统设计仿真 根据计数器的一般构造框图，我们通过查阅资料书和上网查询，了解不同元件的功能和实用性，考虑性价比后，制作出的计数器的原理图，如图3 所示。图 3 计 数器 电路 原 理图 1 设计原理图中各功能元件的引脚图或逻辑功能图的分析如下所示：174LS48：七段显示译码器的
6、主要功能是把8421B 码译成对应于数码管的 7 个字段信号，驱动数码管，显示出相应 的十进制数码。D,C,B,A 是 8421BCD 码的 4 位 输人信号，a,b,c,d,e,f,g 是七段译码输出信号，LT，RBI，BI 为控制端。灯测试输人端 LT：当LT=0，BI1 时，无论 A3A0 为何种状态，a,b,c,d,e,f,g 的状态均为 0，数码管七段 全亮，显示 8字形，用以检查七段显示器各字段是否能正常工作。灭零输入端 RBI：当 RBI0 时，且 LT1，BI0 时，假设 DA 的状态均为 0，则所有光段均灭，在数字显 示 单时钟同步 24 进制计数器课程设计报告 4 中用以熄
7、灭不必要的 0。例如，显示 0021，21 前面的两个 0 是多余的，可以通过在对应位加灭零信号 RBI0的方法去掉多余的零。图 5 74ls48 和半导体数码管的连接图 2.74LS00：74LS00 为四二输入与非门。图 6 74LS00 引脚图 3.74LS160：74LS160 是 4 位同步十进制计数器。图 7 74LS160 引脚图 图 8 74LS160 逻辑图 表 174LS160 计数器的逻辑功能表 输入 输出 CTP CTT CP D D D D Q3 Q2 Q1 Q0 L L L L H H 计数 L 保持 4.数码管：半导体七段显示器分为共阴极接法和共阳极接法两种，对于
8、共阴极接法，假设需要*字段亮，则需使该字段为高电平；同理，对于共阳极接法，假设需*字段亮，则需使该字段为低电平-.z.图 8 半导体数码管共阴极接法和共阳极接法 5.总结与致谢 通过这次对计数器的设计与制作，让我们了解了设计电路的程序。在此次的计数器设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的构造及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法.在连接二十四进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,则在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了.通过这次对计数器的设计制作，让我了解了电路设计的根本步骤，也让我了解了关于计数器的原理与设计理念，要设计一个电路先进展软件模拟仿真再进展实际的电路制作。但
9、是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。通过这次学习，让我们对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手操作才会有深刻理会，才会有收获。对我们电子信息专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式
10、工作做好充分的知识、能单时钟同步 24 进制计数器课程设计报告 6 力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。课程设计到达了专业学习的预期目的。在两个星期的课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对电路板制作流程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域内进展更深入的学习。5.2 致谢 最后感谢系里给予我们这个珍贵的平台，让我们有了锻炼自己、展示自己的时机。感谢所有帮助过我们的教师、同学！再次我们真诚的对你们说声：谢谢！我们会把教师们的教诲铭记于心，运用到今后的学习和工作中！6参考文献 1 电子技术根底第五版华中科技大学电子技术课程
11、组编M康华光主编，陈大钦、张林副主编，高等教育出版社 附录一：电路原理图与 PCB 图 1.protel 原理图 2.PCB 原理图-.z.附录二：元器件清单 24进制计数器元器件 品名 型号规格 数量 封装 计数器 74160N 2片 NO16 译码器 74ls48 2片 NO16 555 555电路NE555P 1片 NO8 数码管 7段共阴极数码管 2个 各种门 74LS00 1个 N014 74LS08 1个 NO14 电阻 个4 排阻14脚 2个 NO14 电阻 4个 按钮式开关 YT-1212-213YB 1个 无锁自复位开关 6*6*5开关 1个 插座 电源插座 1个 电容 各1个