采用74LS192設(shè)計(jì)的47進(jìn)制計(jì)數(shù)器

1、電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程報(bào)告設(shè)計(jì)題目：4/7進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)學(xué)生班級：通信0902學(xué)生學(xué)號(hào)：20095972學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：時(shí) 間：2011. 6. 24西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院，設(shè)計(jì)題目及要求1、題目：4/7進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)：采用74ls192 (40192)。2、要求：a、數(shù)碼管顯示狀態(tài)。b、用開關(guān)切換兩種進(jìn)制。c、計(jì)數(shù)脈沖由外部提供。題目分析與方案選擇由題目及其要求分析可知，首先要使用74ls192或40192設(shè)計(jì)一個(gè)4 進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)7進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后通過數(shù)碼管來顯示狀態(tài)。兩種進(jìn)制 間的切換可以通過一個(gè)單刀雙擲開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。其重點(diǎn)和難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)一個(gè)4 進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。通過分析74

2、ls192和40192的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)可以使用清零法來設(shè)計(jì)一個(gè) 4進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而7進(jìn)制則不能直接通過置數(shù)或者清零獲得。因此我選擇采 用置數(shù)法將74ls192或40192設(shè)計(jì)的從0到7的8進(jìn)制計(jì)數(shù)器改裝為從1 到7的計(jì)數(shù)器，然后再通過一個(gè)減法器使從1到7的計(jì)數(shù)器變?yōu)閺?到6 的7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。而減法器可以使用集成加法器和四個(gè)異或門來實(shí)現(xiàn)。三.主要元器件介紹在本課程設(shè)計(jì)中，主要用到了 74ls192計(jì)數(shù)器、7447譯碼器、74ls00與 非門、7408與門、74ls136異或門、74283加法器、七段數(shù)碼顯示器和一 個(gè)單刀雙擲開關(guān)等元器件。一、十進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74ls192功能如下：1. 異步清零。

3、74ls192的輸入端異步清零信號(hào)cr,高電平有效。僅當(dāng) cr=1時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出清零，與其他控制狀態(tài)無關(guān)。2. 異步置數(shù)控制。ld非為異步置數(shù)控制端，低電平有效。當(dāng)cr=0,ld 非二0時(shí)，d1d2d3d4被置數(shù)，不受cp控制。3. 加法計(jì)數(shù)器，當(dāng)cr和ld非均無有效輸入時(shí)，即當(dāng)cr=0、ld非=1, 而減數(shù)計(jì)數(shù)器輸入端cpd為高電平，計(jì)數(shù)脈沖從加法計(jì)數(shù)端cpu輸入時(shí), 進(jìn)行加法計(jì)數(shù)；當(dāng)cpd和cpu條件互換時(shí)，則進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。4. 保持。當(dāng)cr=0、ld非二1 (無有效輸入)，且當(dāng)crd=cpu=l吋，計(jì) 數(shù)器處于保持狀態(tài)。5. 進(jìn)行加計(jì)數(shù)，并在q3、q0均為1、cpu二0時(shí)，即在計(jì)數(shù)狀態(tài)為

4、1001 口寸，給出一進(jìn)位信號(hào)。進(jìn)行減計(jì)數(shù)，當(dāng)q3q2q1q0二0000,且cpd=0時(shí)， bo非給出一錯(cuò)位信號(hào)。這就是十進(jìn)制的技術(shù)規(guī)律。在設(shè)計(jì)過程中，我主要利用74ls192的計(jì)數(shù)功能，通過置數(shù)法和清零法將 其改造為一個(gè)4進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。輸入輸岀mr卩3p2plpoq3q2qiqo1xxxxxxx000000xxachadcha011xxxx加計(jì)數(shù)011xxxx減計(jì)數(shù)74ls192功能表（b）74ls192引腳圖二、顯示譯碼器1.七段數(shù)碼顯示器七段式數(shù)碼顯示器是目前使用最廣泛的一種數(shù)碼顯示器。這種數(shù)碼顯示器 有分布在同一平面的七段可發(fā)光的線段組成，可用來顯示數(shù)字、文字、符 號(hào)。

5、最常用的七段數(shù)碼顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼管和液晶顯示器兩種。根據(jù)發(fā) 光二極管的連接形式不同，分為共陰極顯示器和共陽極顯示器（如圖）。共 陰極顯示器將七個(gè)發(fā)光二極管的陰極連接在一起，作為公共端。在電路屮, 將公共端接于低電平，將某段二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)段發(fā)光。共 陽極的顯示方式和共陰極相反。comabcdefs dpo_o_ofo、x、q 、a b c d e f g dp三、7447顯示譯碼器com七段顯示器譯碼器把輸入的bcd碼，翻譯成驅(qū)動(dòng)七段led數(shù)碼管各對應(yīng) 段所需的電平。七段顯示譯碼器7447是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用 的集成譯碼器。它用于對十進(jìn)制數(shù)的8421 bcd碼進(jìn)行譯碼

6、，以驅(qū)動(dòng)七段顯 示器顯示十進(jìn)制數(shù)字。其輸入為8421 bcd碼，輸出高電平有效，可直接驅(qū) 動(dòng)陰極顯示器，其功能表和7448的功能表一樣如圖所示，表中1015六個(gè) 狀態(tài)一般不用。除了譯碼輸入、輸出外，7447還有三個(gè)輔助控制端，以增 強(qiáng)器件功能。u37abcdrbibi/rbooaobocodoeofog7447n表426七段顯示譯碼7448的邏輕功能表功能輸入輸入劇出輸岀顯示（輸入）lt rbi4扎已凡blfpboa b c d e f g字形01 10 0 0 011111110廠111 x0 0 0 110 1 1 0 0 0 01121x0 0 101110 110 1二 1 |_31x

7、0 0 11111110 0 1"|41x0 10 010 110 0 111 1 一151x0 10 1110 110 11廠 "|61x0 11010 0 11111|一c171x0 11111 1 1 0 0 0 0|181x10 0 011111111l" 11 二1|-|91 x10 0 111110 0 11101x10 1010 0 0 1 1 0 1111x10 1110 0 1 1 0 0 1"|121x110 010 1 0 0 0 1 1131x110 1110 0 10 111 二141x111010 0 0 1 1 1 1-15

8、1 x111110 0 0 0 0 0 0滅燈xxx x x x00 0 0 0 0 0 0滅零1 00 0 0 000 0 0 0 0 0 0試燈0 xx x x x111111111 11二 1四、74283加法器每一位的進(jìn)位信號(hào)送給高位作為輸入信號(hào)，因此，任一位的加法運(yùn)算必須 在低一位的運(yùn)算完成之后才能進(jìn)行，這種進(jìn)位方式成為串行進(jìn)位，這種加 法器的邏輯電路較為簡單。vccb2a2s2a3b3s3 co74283s1blalsoaoboc-1 gnd74283管腳圖74283原理圖q、四.電路設(shè)計(jì)及計(jì)算i.選擇一個(gè)方波信號(hào)發(fā)生器作為輸入信號(hào)源;cp2利用74ls192,通過清零法設(shè)計(jì)一個(gè)四

9、進(jìn)制計(jì)數(shù)器，狀態(tài)圖如下：0000 > 0001/ t0100v、0011 « 00103、利用74s192通過置數(shù)法設(shè)計(jì)一個(gè)從1到7的計(jì)數(shù)器，狀態(tài)圖如下：0001 . > 0010 . > 0011anuv0111 u olio01010100然后通過減法器在每一個(gè)狀態(tài)的基礎(chǔ)上減去一個(gè)1,從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)7進(jìn)制計(jì) 數(shù)器。減法器電路如圖所示4、通過一個(gè)單刀雙擲開關(guān)控制信號(hào)源，從而進(jìn)行四進(jìn)制和七進(jìn)制z間的轉(zhuǎn)接4進(jìn)制計(jì)數(shù)器接7進(jìn)制計(jì)數(shù)器接地5、進(jìn)行四進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，在74ls192后而接一個(gè)7447顯示譯碼管，將 8421 bcd碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，最后通過一個(gè)七段顯示數(shù)碼管來顯示數(shù)

10、據(jù)輸岀 狀態(tài)。6、在進(jìn)行七進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，用40192進(jìn)行置數(shù)法計(jì)數(shù)，預(yù)置數(shù)為0001,計(jì)數(shù) 到1000后反饋到置數(shù)端，循環(huán)計(jì)數(shù)，后面接一個(gè)74238加法器構(gòu)成的減法 器，使輸出顯示數(shù)字在00000110之間計(jì)數(shù)，在經(jīng)過7447譯碼管將其轉(zhuǎn)化 為十進(jìn)制數(shù)06,從而實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能。五、原理圖、仿真圖及結(jié)果分析、pcb版圖原理圖如下所示:仿真及結(jié)果分析vyc5v*lt二l-ic'll g 二u10c74ls136dmls136de>74283nrija ac a3aasfd03*»3c»>op > xncx1khz5 vv£ci 5vo0z

11、g 忖 dp28plcl91c2p3c3yc»*tcfl>zn> =p=m4x33a3xi口二>4asbiai=e>-74ls136du11d74ls136dmult is im仿真圖7447htime (s)m險(xiǎn)iresetreversexgt-aiiferrexterral qua!:err r54-j.jjw1 rr=5co/ 33 fra cow20.139 ms540.000m 580.000m 620.000m 660.000m 'do.oocm 740.000mteras th-temstenn 9s10th 11th 12tml3ten

12、n 14tl15th 15 jo:k kutri eh c*u=olookctodk=.：c'v四進(jìn)制波形rrrrrrcrrrrrresetreverset1 土刮t2t2-t1 jo.om b =3.278 rrs刃2丁£ !ys-icxxwq>d2ck>dk5.*divset. | exterra： c：l3li?>srqua!i*>er rtime (s)040.000m so.qooni 120.000m 160.000m 200.000mterm 5 teraa;?temi term gterm 10tenmll_tkhthtk4teran

13、15term 15 clozk_hu 二:二二:二二三 tvig：m®a七進(jìn)制波形pcb板排布2. pcb原理圖如下：一<?、0-5fki0kay-2 礙久 7 >15一s一 we一 -zbl ;嚴(yán)r丿一h.ztpootpcb頂層b po o <xl</00 02q q oo oo o o o>o o o o boo o o o opcb底層qo o o o o or; * j i 總結(jié):完成這次課程設(shè)計(jì)之后，我覺得自己在電子設(shè)計(jì)過程中收獲了 很多，在這過程中我遇到了很多困難：在電路仿真時(shí)候，我覺得 原理圖是正確的，但運(yùn)行不出想要的結(jié)果，我把74ls192換成 了同樣是計(jì)數(shù)器的74ls161,結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)4、7進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，于 是我認(rèn)為時(shí)芯片出了問題，找到老師說明了我的問題后，才知道 是這個(gè)芯片本身特點(diǎn)，要根據(jù)它自身的性質(zhì)來修改原理圖；還有, 接地的標(biāo)號(hào)中要把net選項(xiàng)選為gnd,不然在