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工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目: 可預(yù)置計(jì)數(shù)器 照片專業(yè)班級(jí): 姓名: 學(xué)號(hào): 教師評(píng)閱意見(jiàn):成績(jī)?cè)u(píng)審日期目錄一、設(shè)計(jì)要求與課題描述1二、課題背景與發(fā)展歷史2三、原理分析與公式推導(dǎo)2四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟4五、數(shù)據(jù)測(cè)量及結(jié)果分析5六、結(jié)論5摘要:計(jì)數(shù)是一種簡(jiǎn)單的基本的運(yùn)算,計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算的邏輯電路,計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈中的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能。計(jì)數(shù)器種中類繁多,在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域,包括在工業(yè)生產(chǎn)方面、在數(shù)字方、交通信號(hào)燈控制方面、切紙機(jī)械定位和電梯定位調(diào)速等方面,是日常生活中不可或缺的一種電子部件。本設(shè)計(jì)是一個(gè)可預(yù)置計(jì)數(shù)范圍的簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器。關(guān)鍵詞:計(jì)數(shù)器;測(cè)量;預(yù)置一、 設(shè)計(jì)要求與課題描述設(shè)計(jì)一個(gè)可預(yù)置計(jì)數(shù)器,最大計(jì)數(shù)范圍是09,采用一位LED數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器,實(shí)際的計(jì)數(shù)范圍可通過(guò)開(kāi)關(guān)輸入預(yù)置,當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)置值時(shí)停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器同時(shí)具有復(fù)位清零的功能。1、電路功能描述,方案論證和比較。2、設(shè)計(jì)并繪制出電路圖,仿真檢驗(yàn)可行性。2、根據(jù)仿真的電路圖完成實(shí)物電路制作并調(diào)試。3、完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。兩人一組分工合作完成,需要完成方案論證與確認(rèn),電路設(shè)計(jì)及仿真,做板焊板及調(diào)試,課程設(shè)計(jì)報(bào)告等工作。第十七周提交實(shí)物電路及課程告,并現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。二、課題背景與發(fā)展歷史鞏固和加深在模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)訓(xùn)技能,基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法,并通過(guò)這一實(shí)訓(xùn)課程,能讓學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程有一個(gè)初步的了解,使學(xué)生掌握常用模擬、數(shù)字集成電路(計(jì)數(shù)器、譯碼器、編碼器、比較器等)的應(yīng)用。三、原理分析與公式推導(dǎo)整個(gè)計(jì)數(shù)器由計(jì)數(shù)部分和譯碼部分及顯示輸出部分構(gòu)成,用到四個(gè)TTL芯片:74LS161十六進(jìn)制計(jì)數(shù)芯片、74LS138X2組成的4線16線譯碼器、74LS48七段數(shù)碼管譯碼器。74LS161由時(shí)鐘CP,四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端P0P3,清零/MR,使能CEP,CET,置數(shù)PE,數(shù)據(jù)輸出端Q0Q3以及進(jìn)位輸出TC.(TC=Q0Q1Q2Q3CET)構(gòu)成,當(dāng)清零端CR=“0”,計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”,這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時(shí),在CP信號(hào)上升沿作用后,74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3,D2,D1,D0的狀態(tài)一樣,為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后,計(jì)數(shù)器加1。圖3-1 74ls161管腳圖介紹用兩片3線-8線譯碼器74LS138構(gòu)成4線-16線譯碼器的邏輯圖如圖3-2所示。利用74ls138(1)的控制端S1、S2與74LS138(2)的控制電路S1相連,接入四位輸入D0、D1、D2、D3的最高為A3可以完成譯碼器的擴(kuò)展。當(dāng)D3=0時(shí),74LS138(1)工作,74LS138(2)處于禁止?fàn)顟B(tài),輸出為高電平;而當(dāng)D3=1時(shí),74LS138(2)工作,74LS138(1)處于禁止?fàn)顟B(tài)。74LS138(1)輸出為Y0 Y7,74LS138(2)輸出為Y8 Y15。 圖3-2 4線16線譯碼器 圖3-3 Multisim仿真圖如圖3-3,要實(shí)現(xiàn)預(yù)置功能,關(guān)鍵在于當(dāng)計(jì)數(shù)值計(jì)到我們預(yù)期值時(shí),要使計(jì)數(shù)芯片在下一個(gè)有效脈沖到來(lái)時(shí)清零。于是我們可以利用161芯片PE端的特點(diǎn):當(dāng)PE=1時(shí)不影響計(jì)數(shù),當(dāng)PE=0時(shí),輸出為QA=A,QB=B,QC=C,QD=D.所以我們預(yù)置A=B=C=D=0,則當(dāng)PE=0時(shí),實(shí)現(xiàn)我們想要的清零工作。那么問(wèn)題來(lái)了,我們要如何確保當(dāng)且僅當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)期值時(shí),PE返回值為0(即完成清零工作),而計(jì)數(shù)達(dá)到其他值時(shí),PE返回值為1(即繼續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù))。舉個(gè)例子,如果我們希望計(jì)數(shù)范圍為0-8,那么我們應(yīng)該保證當(dāng)計(jì)數(shù)芯片計(jì)數(shù)輸出為0,1,27時(shí),PE都為1,而當(dāng)且僅當(dāng)計(jì)數(shù)輸出達(dá)到8時(shí),PE=0。這便讓我們想到譯碼器的工作原理可以滿足我們的要求。我們將雙138譯碼器的前10個(gè)輸出(分別對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)范圍09)分別通過(guò)開(kāi)關(guān)與PE端相連。如此,如果當(dāng)我們希望預(yù)置計(jì)數(shù)范圍為1時(shí),撥通開(kāi)關(guān)1,斷開(kāi)其他開(kāi)關(guān),此時(shí)PE就與138譯碼器輸出Y1相連,而當(dāng)且僅當(dāng)計(jì)數(shù)為1時(shí)Y1=0,即PE=0,其他情況于此一致。四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟仿真繪圖:先用仿真軟件Multisim驗(yàn)證電路圖的可行性,確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)始繪制對(duì)應(yīng)的PCB圖。轉(zhuǎn)?。河眉す獯蛴C(jī)將圖形打印在油紙的油面上,將熱轉(zhuǎn)印機(jī)的最高溫度設(shè)定為170,將打印好的圖形,貼在已處理干凈的敷銅板上,將轉(zhuǎn)印紙超出敷銅板的其中一邊緊貼敷銅板折向背面,固定好,然后送入制版機(jī),稍候片刻,敷銅板將從制版機(jī)的后部送出。待其溫度下降后,小心的將轉(zhuǎn)印紙從敷銅板上揭起,此時(shí)轉(zhuǎn)印紙上的圖形已被轉(zhuǎn)印在敷銅板上。鉆孔:請(qǐng)先用高速電鉆在電路板上對(duì)準(zhǔn)焊盤中心鉆孔。腐蝕:往熱水里倒入環(huán)保腐蝕劑,再把轉(zhuǎn)印好的銅板放入腐蝕液中進(jìn)行腐蝕。觀察銅板情況,腐蝕完成后撈出清洗,并磨去表面碳粉。焊接:把各元件按PCB圖安裝在板上并進(jìn)行焊接。 圖4-1 成品圖 圖4-2 PCB圖 五、數(shù)據(jù)測(cè)量及結(jié)果分析六、結(jié)論通過(guò)這段時(shí)間的課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多東西,我們運(yùn)用所學(xué)的課本知識(shí),以及查閱相關(guān)的文獻(xiàn),還要先復(fù)習(xí)以前學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí),通過(guò)溫故而知新,使我一開(kāi)始就有了應(yīng)該怎樣完成“可預(yù)置計(jì)數(shù)器”的設(shè)計(jì)方案。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程給我對(duì)理論課的學(xué)習(xí)提供了很大的幫助,也使我意識(shí)到理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性。這次課程設(shè)計(jì)將所學(xué)的知識(shí)和電子設(shè)計(jì)方法想結(jié)合,大大的調(diào)動(dòng)了我們學(xué)習(xí)的積極性,并有利于我們系統(tǒng)的科學(xué)地培養(yǎng)我們的實(shí)際動(dòng)手能力,工程設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,給我們對(duì)理論課的學(xué)習(xí)提供了很大的幫助。也使我們意識(shí)到理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性。作為理工科大二學(xué)生,應(yīng)懂得理論聯(lián)系實(shí)際,并認(rèn)識(shí)其重要性和必要性。課程設(shè)計(jì)是一件辛苦與充滿樂(lè)趣的事情,能加深我們對(duì)數(shù)電這門課程的理解,又能讓我們學(xué)會(huì)了基本集成電路的運(yùn)用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了很多在課本上學(xué)不到的東西,也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處。深深的體會(huì)到只有認(rèn)真的去做才能知道它真正的意義,不要眼高手低,要一步一步,腳踏實(shí)地的去做。在設(shè)計(jì)中碰到一個(gè)接一個(gè)的難題,在經(jīng)過(guò)洪老師的大力指導(dǎo),使難題一一得到化解。這次課程設(shè)計(jì)既鍛煉了我
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