模M可逆計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)驗(yàn).ppt

1 課題三模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 仿真與實(shí)驗(yàn) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟悉常用MSI集成計(jì)數(shù)器的功能和應(yīng)用 掌握利用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的一般設(shè)計(jì)方法 學(xué)會(huì)利用EDA軟件 Proteus 對(duì)模M的可逆計(jì)數(shù)器電路進(jìn)行仿真 掌握可逆計(jì)數(shù)器電路的安裝及調(diào)試方法 一 任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)具有手控和自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)功能的電路 利用數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器的值 掌握用 反饋清零法 和 反饋置數(shù)法 構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法 用Proteus軟件仿真 實(shí)驗(yàn)測(cè)試邏輯功能 具體要求如下 1 手控方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器 即控制端E 1時(shí) 進(jìn)行模M的加法計(jì)數(shù) 控制端E 0時(shí) 進(jìn)行模M的減法計(jì)數(shù) 2 自動(dòng)方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器 即加法計(jì)數(shù)到最大值時(shí) 自動(dòng)進(jìn)行減法計(jì)數(shù) 減法計(jì)數(shù)到最小值時(shí) 自動(dòng)進(jìn)行加法計(jì)數(shù) 3 M可為2位數(shù)或3位數(shù) 集成計(jì)數(shù)器采用74LS192 4 寫(xiě)出設(shè)計(jì)步驟 畫(huà)出最簡(jiǎn)的邏輯電路圖 5 對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真 修改 使仿真結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求 6 安裝并測(cè)試電路的邏輯功能 二 課題分析及設(shè)計(jì)思路 1 手控方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思路 以M 125為例 即125進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器 分析以上設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)思路如下 第一步 將三片74LS192進(jìn)行級(jí)聯(lián) 用 反饋清零法 設(shè)計(jì)一個(gè)125進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 反饋清零信號(hào)取自計(jì)數(shù)器的輸出端Q0 Q3 第二步 將三片74LS192進(jìn)行級(jí)聯(lián) 用 反饋置數(shù)法 設(shè)計(jì)一個(gè)125進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器 反饋置數(shù)信號(hào)取自計(jì)數(shù)器最高位的借位端TCD 二 課題分析及設(shè)計(jì)思路 1 手控方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思路 第三步 將上述加 減計(jì)數(shù)器電路結(jié)合起來(lái) 即初步構(gòu)成一個(gè)加 減125進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 余下的問(wèn)題就是在加 減可逆計(jì)數(shù)條件下 如何切換計(jì)數(shù)器最低位的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CPD CPU的信號(hào) 經(jīng)過(guò)分析 它們應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下功能 這一功能通過(guò)一片數(shù)據(jù)選擇器即可實(shí)現(xiàn) 手控可逆計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)框圖 2 自動(dòng)方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)自動(dòng)方式的一種加 減可逆計(jì)數(shù)順序如下 從上述圖中可以看出 當(dāng)加計(jì)數(shù)到最大值124后自動(dòng)進(jìn)行減計(jì)數(shù) 當(dāng)減計(jì)數(shù)到最小值0后自動(dòng)進(jìn)行加計(jì)數(shù) 如此不斷循環(huán) 自動(dòng)方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器可以在手控方式的電路基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì) 但需解決的關(guān)鍵問(wèn)題是 電路如何自動(dòng)產(chǎn)生加 減計(jì)數(shù)控制信號(hào)E 其中的一種設(shè)計(jì)思路如下 加 減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路的原理圖如下 對(duì)于電路的其它部分 也要相應(yīng)作一些改動(dòng) 取消輸出端反饋清零信號(hào) 因?yàn)榧佑?jì)數(shù)到124后 下一計(jì)數(shù)狀態(tài)不是0 和借位端反饋置數(shù)信號(hào) 因?yàn)闇p計(jì)數(shù)到0后 下一計(jì)數(shù)狀態(tài)不是124 三 集成電路及元件選擇 加 減計(jì)數(shù)控制電路 部分采用一片數(shù)據(jù)選擇器74LS157 集成計(jì)數(shù)器采用74LS192 顯示譯碼電路 部分采用74LS48或CD4511 加 減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路 部分采用集成D觸發(fā)器74LS74和集成門(mén)電路74LS11 74LS32 74LS04等 LED數(shù)碼管采用共陰極數(shù)碼管 四 原理圖繪制與電路仿真 用proteus軟件繪制出該電路的原理圖 對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn) 在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改 直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求 五 電路安裝與調(diào)試 1 電路布局熟悉電路實(shí)驗(yàn)板的結(jié)構(gòu) 安排好電源正 負(fù)引出線在實(shí)驗(yàn)板上的位置 做好主要元器件的布局 五 電路安裝與調(diào)試 2 安裝與調(diào)試方法 電路安裝前 要先檢測(cè)所用集成電路及其它元器件的好壞 安裝完成后 要用萬(wàn)用表檢測(cè)電路接觸是否可靠 電源電壓大小 極性是否正確 一切正常后才能通電調(diào)試 五 電路安裝與調(diào)試 2 安裝與調(diào)試方法 調(diào)試過(guò)程中 最好分步或分塊進(jìn)行 首先調(diào)試手控方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器電路 在該電路的調(diào)試過(guò)程中 可能會(huì)出現(xiàn)下面兩個(gè)問(wèn)題 1 借位TCD反饋置數(shù)不正常 顯示的數(shù)比預(yù)置端的數(shù)始終少1 解決辦法 將TCD信號(hào)通過(guò)兩個(gè)反相器延時(shí)后送入計(jì)數(shù)器的置數(shù)端 2 輸出端反饋清零不正常 計(jì)數(shù)到123后下一狀態(tài)為0 正常時(shí)應(yīng)為124 解決辦法 將形成反饋清零信號(hào)的4輸入與門(mén)更換為兩個(gè)4輸入與非門(mén) 五 電路安裝與調(diào)試 2 安裝與調(diào)試方法 然后將上述手控方式的可逆計(jì)數(shù)器電路改為自動(dòng)方式的可逆計(jì)數(shù)器電路 在該電路的調(diào)試過(guò)程中 第一步調(diào)試 加 減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路 使其工作正常 第二步進(jìn)行整體調(diào)試 六 設(shè)計(jì) 仿真及實(shí)驗(yàn)問(wèn)題研究 1 分別說(shuō)明集成計(jì)數(shù)器74LS192正常計(jì)數(shù) 置數(shù)和清零的條件 并舉例說(shuō)明同步清零 置數(shù) 與異步清零 置數(shù) 有什么不同 2 對(duì)于手控方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器電路 如果改變M的值 在電路中要作哪些改動(dòng) 3 對(duì)于自動(dòng)方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器電路 通電開(kāi)始工作時(shí) 首先作加法計(jì)數(shù)還是減法計(jì)數(shù) 為什么 4 對(duì)于自動(dòng)方式模M的十進(jìn)制加 減可逆計(jì)數(shù)器電路 如果改變M的值 在電路中要作哪些