數字邏輯課程設計 數字記步器

1、 課程設計說明書課程設計名稱： 數字邏輯課程設計 課程設計題目： 數字計步器 學 院 名 稱： 信息工程學院 摘要本課題是為了實現對移動步數的累計，在人體移動時水平位置發(fā)生變化從而觸動水銀開關使電路實現間斷性的接觸，從而產生脈沖信號使計數電路實現累計，達到記錄人體移動步數的目的。在設計該電路時，由于要實現對移動步數的累計故要用計數器來計數。為了清楚的知道自己任何時候走了多少步采用了led數碼管來顯示數據并用bcd七段譯碼器來驅動數碼管。故該電路由輸入電路，計數電路，譯碼電路三部分構成。其中，輸入電路由一個脈沖計數產生電路和一個置零電路組成；記數電路由四塊74hc160連接而成；譯碼電路是通過四

2、片tc5022bp和電阻以及l(fā)ed數碼管連接組成。通過此次試驗，更進一步了解什么是電子技術，知道如何設計電路來實現某些具體的功能。此次試驗為以后的學習奠定了堅實的基礎。關鍵字：記步器，譯碼，數碼管目錄 前言4第一章 計步器的概述 1.1記步器的特點及應用5 1.2設計任務和具體要求5 1.3系統組成5第二章 設計方案及工作原理2.1 工作原理72.2 設計方案7第三章 調試及結果分析8第四章 總結9參考文獻10附錄一10附錄二12附錄三13前言開設本次電子課設，就是為了鍛煉我們對記數器知識的了解和應用，以及培養(yǎng)我們對實際問題的解決能力，以利于我們今后的學習和工作。為了實現數字進位記步，我們選用

3、按扭開關來模擬人走路，同時加上大電阻和大電容，以保護電路，不被燒壞，同時消除電路中的干擾，這點非常重要。同時該電阻和電容構成的積分電路解決了開關的抖動問題從而就解決了信號的輸入問題 ，使得信號的累加和進位更加準確。用74hc160就可以實現0-99的進位為實現0-9999的進位再加上四片tc5022bp譯碼器和四個led數碼管就可以將74hc160輸出的數字顯示出來。本次設計型實驗讓我們初步的了解了電子技術的意義，讓我們初步的了解到如何將平時所學到的知識運用到現實生活中也就是讓我們體會到生活中的許多科技產品就是用我們所學的簡單知識通過綜合制造出來的。此次實驗在一定程度上鍛煉了同學們的實際動手能

4、力和解決實際問題的能力，為我們今后的學習和工作作了鋪墊。第一章 記步器的概述 1.1 記步器的特點及應用隨著社可或缺的核心地位。會文明的進步和科學技術的發(fā)展，先進的電子技術在各個近代學科門類和技術領域占有不。如今計數器廣泛應用于各種電子產品中，譬如，時鐘、心率表、運動腕表、手表、全自動電子血壓計、溫度濕度計、氣預報計等等。記步器中也用到了計數器。記步器的特點是它可以將人走完一段路程所走的步數記錄下來，記步器被應用于健身器材上，它可以定量記錄每天運動的多少。記步器可以顯示步數、運動時消耗的熱量和調節(jié)靈敏度。1.2設計任務和具體要求 設計要求：用四位數字顯示器顯示步數，傳感器用水銀開關，人走一步時

5、，開關閉合一次。原理：和計數器相同。設計電子計步器能夠實現09999的計數、清零功能。1.3系統組成電路的結構大致可分為4部分：（1） 計數部分單獨的一個74hc160芯片能夠起到十進制計數功能，其引腳如圖1所示：1、2為脈沖輸入端，3、4、5、6為輸入信號部分，9為電壓輸入端，7、10為使能端，11、12、13、14為輸出端，15為進位端；（2） 譯碼器驅動部分芯片tc5022bp引腳如圖所示，實現四線七段譯碼功能，1為進位端，2為電壓輸入端，3接地，4、5、6、7為輸入端，9、10、11、12、13、14、15為輸出端；(3) led顯示部分單獨的一個led顯示器能夠顯示0-9數字的變化，

6、逢9向高位進1，四個led顯示器實現09999的計數功能。(4) 輸入部分 直接接入實驗箱提供的cp連續(xù)脈沖，驅動計數器正常計數工作。第二章 設計方案及工作原理2.1 工作原理 74hc160是一種10進制計數器，只要能夠完成進位功能就可以用足夠多的74hc160計數比較大的數據。實驗需要完成0-9999的計數，所以由4個74hc160即可完成實驗。 計數器的輸入信號由脈沖信號提供，顯示部分由led顯示管顯示?？梢哉f實驗的重要部分就是如何用十進制計數器來完成進位的任務。 輸入部分由手動開關和脈沖信號來完成均可。2.2 設計方案：74hc160是一種10進制計數器，就是說計數是從“0”到“9”。

7、到“9”的時候就產生進位信號。利用這個信號，可以用2個74hc160做成100進位的計數器，用3個74hc160可以做成1000進位的計數器?，F在要求計數到9999，也就是10000進位的計數器，所以需要使用4個74hc160。計數器原理參考教材計數器，進行設計。 按照原理圖連接實驗電路，開啟計數開關將輸入信號改為電路板上的秒脈沖，電子計步器計數值能夠顯示09999的變化全過程，使用復位開關也清楚地看到顯示部分能夠從某一特定值清零。第三章 調試及結果分析剛開始的時候，我們是先把電路都連好了之后，打開開關一看，led屏幕還是灰暗的。所以我們就一個一個的連。具體步驟如下：當接入第一個邏輯元件74h

8、c160時，停下連接到另外的74hc160上，將其單個連接成一個計數部件，看其在數碼管上正常進位顯示。若數碼管上顯示的數字出現異常，可以依次對出入輸出的線路逐次排查，直到顯示的數字正常即可進入下一個元件的連接。 當打開電源時，發(fā)現led屏幕不按照開關頻率而變化，所以我們放棄了用水銀開關，用電子箱上的秒脈沖信號源代替水銀開關。主干計數部分調試好了，現在只要接入邏輯開關，用個邏輯開關來控制，接入后能達到暫停、保持計數就完成了。 在調試中，大多數的電路都會存在一些問題，通常都是些小問題。通常要對每一個功能電路模塊進行逐一排查，因此排查過程需要特別有耐心，才能順利完成調試。尤其要注意的是線路之間接口是

9、否接觸不良。 總結平時我只知道不斷的接受老師授予我們的知識，可卻很少知道所學的知識到底有什么用，到底可以用在哪些地方。我總是很茫然。通過這次基礎課程設計，讓我對這方面有了一定的了解，這樣讓我學習的積極性得到了提高。平時在這方面也會開設一些實驗但那些都只是些驗證性的實驗。很少有機會去自己設計電路。這次基礎課程設計讓我在這方面得到了鍛煉。通過這次基礎課程設計,讓筆者知道在設計電路時考慮的遠比課堂上所學的要多。實際中總有很多限制因素是必須要考慮的。設計思路決定產品的成本，性能等相關問題，因此一個良好的設計思路，是電路的核心。在布線時原以為可以隨意的將芯片插在電路板上就行了，但通過這次實驗讓了解到芯片

10、不是可以隨意插的，那樣會導致連線很亂同時會造成排故障時很麻煩。這次基礎課程設計還讓我知道排故障時要一步一步的查，要有規(guī)律的去查這樣可以減少許多不必要的麻煩。此外也讓我知道了作實驗前找好足夠的資料是很重要的，同時芯片的功能表、管腳圖對電路的設計都是相當重要的。這次實驗讓我了解了如何使用仿真軟件，這樣可以幫助自己初步了解自己的設計是否正確，但仿真只能作為參考，有的時候仿真實現不了的電路在實際制作中是可以得到想要的效果的，所以仿真只是作為參考。原來總覺得科技產品是很神奇的東西，但通過這次的實驗讓我知道，它并不是那么要不可及的，只要去專研，去動手，自己也可以制造出科技產品，而且耐心和恒心也是不可缺少的

11、。這次基礎課程設計鍛煉了筆者的動手能力，焊接技術也得到了提高?？傊?，本次電子課程設計有機地將理論與實踐相結合了，既考察了我對理論知識的掌握情況，還反映出筆者實際動手能力，更主要的是它激起我創(chuàng)新思維，為今后的進一步學習創(chuàng)下良好條件，為以后的就業(yè)也打下根基，真可謂一舉多得。同時也讓我意識到自己的水平，今后應該更加努力學習理論知識，為今后的設計制作奠定基礎，而且要及時吸收先進技術緊跟時代步伐參考文獻：1. 李維.數字電路課程設計及實驗.大連理工大學出版社.2008.2. 趙淑范、王憲偉.電子技術實驗與課程設計.清華大學出版社.2006.3. 劉寶琴等.數字電路與系統.清華大學出版社.20074. 王魯楊.電子技術實驗指導書.中國電力出版社.20085. 白中英