數(shù)電課設(shè) (3)

1、課程設(shè)計（論文）課程名稱: 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 題 目：設(shè)計任意模值的計數(shù)器 院 （系）： 信息與工程控制 專業(yè)班級： 電信1202 姓 名： * 學(xué) 號： 201206030228 指導(dǎo)教師： * 2015年 1 月 9 日西安建筑科技大學(xué)華清學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè)班級：電子信息科學(xué)與技術(shù)1202級學(xué)生 學(xué)生姓名：* 指導(dǎo)教師（簽名）： 一、課程設(shè)計（論文）題目設(shè)計任意模值的計數(shù)器二、本次課程設(shè)計（論文）應(yīng)達(dá)到的目的任意模值的計數(shù)器的設(shè)計，并仿真實現(xiàn)。 三、本次課程設(shè)計（論文）任務(wù)的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求等） 用74LS160實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)器

2、，并用邏輯分析儀觀測輸出、進(jìn)位輸出和時鐘脈沖。（A組采用異步級聯(lián)構(gòu)成模100計數(shù)器，再用清0法實現(xiàn)； B組采用采用同步級聯(lián)構(gòu)成模100計數(shù)器，再用清0法實現(xiàn)； C組采用大模分解法，用清0法實現(xiàn)。）四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)： 1.楊頌華，馮毛官等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.西安電子科技大學(xué)出版社，2009.2.尹勇，李林凌. Multisim電路仿真入門與進(jìn)階M. 北京：清華大學(xué)出版社，2005.3.黃智偉，李傳琪等.基于Multisim 2001的電子電路計算機(jī)仿真設(shè)計與分析 M. 北京：電子工業(yè)出版社，2004. 4.王澤保，趙博.數(shù)字電路典型實驗范例剖析M.北京：人民郵電出版社，2004.

3、5.邱關(guān)源,羅先覺.電路（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.五、審核批準(zhǔn)意見教研室主任（簽字） 摘 要 用74LS160實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)器，并用邏輯分析儀觀測輸出、進(jìn)位輸出和時鐘脈沖。 使用MULTISIM11.0軟件設(shè)計一個60進(jìn)制計數(shù)器。其功能為每隔1s，計數(shù)器增1；能以數(shù)字形式顯示時間。當(dāng)定時器遞增到59時，定時器會自動返回到00顯示，然后繼續(xù)計時。整個計數(shù)過程中，X1即發(fā)光燈會顯示進(jìn)位信號。 本課程設(shè)計用了兩個74LS160同步十進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)60進(jìn)制功能。所以對于任何一種邏輯電路與邏輯功能，只要找到其中相互轉(zhuǎn)換的方法與聯(lián)系，就可以用最普通的芯片與電路來實現(xiàn)復(fù)雜多樣的電路與

4、邏輯功能。 由于現(xiàn)代社會模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的高速發(fā)展，因而由這技術(shù)制造出來的越來越先進(jìn)，數(shù)字鐘體積小，安裝使用方便，不僅可以作為家用電子鐘，而且可以廣泛用于車站、體育場館等公共場所。雖然數(shù)字鐘的外形和功能不盡相同，但是用于制造數(shù)字鐘的原理基本上都是一樣的關(guān)鍵詞：74LS160，大模分解，計數(shù)器目 錄1設(shè)計任務(wù)12設(shè)計方案23電路設(shè)計44整體電路圖的仿真測試及性能檢測55收獲與心得體會66參考書目7設(shè)計任意模值的計數(shù)器1 設(shè)計任務(wù)1.1 任務(wù)要求 用74LS160實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)器，并用邏輯分析儀觀測輸出、進(jìn)位輸出和時鐘脈沖。（采用大模分解法，用清0法實現(xiàn)。）熟知設(shè)計要求，明確設(shè)

5、計系統(tǒng)的全部功能，要求及計數(shù)指標(biāo)，熟知各元器件之間的關(guān)系，確定各器件之間的量值。1.2 設(shè)計目的1）掌握不同進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計方法。2）熟悉74LS160同步加法計數(shù)器使用。3）掌握單元電路組成系統(tǒng)電路的方法。1.3 設(shè)計要求1）每隔1秒，計數(shù)器加1。2）當(dāng)定時器遞增到59時，定時器自動返回到00。3）能顯示計數(shù)值。4）電源，100Hz，5V。5）根據(jù)要求設(shè)計出電路原理圖。6）進(jìn)行電路的仿真和調(diào)試。7）分析總結(jié)。2 設(shè)計方案2.1 選擇論證的基本過程 1）每隔1s，計數(shù)器增1；能以數(shù)字形式顯示時間。 2）當(dāng)定時器遞增到59時，定時器會自動返回到00顯示，然后繼續(xù)計時。整個計數(shù)過程中，LED1即發(fā)

6、光燈會顯示進(jìn)位信號。 3）本設(shè)計主要設(shè)備是兩個74LS160同步十進(jìn)制計數(shù)器，并且由100HZ，5V電源供給。2.2 74LS160功能簡介圖1 74LS160芯片 這種同步可預(yù)置十進(jìn)計數(shù)器是由四個D型觸發(fā)器和若干個門電路構(gòu)成，內(nèi)部有超前進(jìn)位，具有計數(shù)、置數(shù)、禁止、直接（異步）清零等功能。對所有觸發(fā)器同時加上時鐘，使得當(dāng)計數(shù)使能輸入和內(nèi)部門發(fā)出指令時輸出變化彼此協(xié)調(diào)一致而實現(xiàn)同步工作。這種工作方式消除了非同步（脈沖時鐘）計數(shù)器中常有的輸出計數(shù)尖峰。緩沖時鐘輸入將在時鐘輸入上升沿觸發(fā)四個觸發(fā)器。 這種計數(shù)器是可全編程的，即輸出可預(yù)置到任何電平。當(dāng)預(yù)置是同步時，在置數(shù)輸入上將建立一低電平，禁止計數(shù)

7、，并在下一個時鐘之后不管使能輸入是何電平，輸出都與建立數(shù)據(jù)一致。清除是異步的（直接清零），不管時鐘輸入、置數(shù)輸入、使能輸入為何電平，清除輸入端的低電平把所有四個觸發(fā)器的輸出直接置為低電平。 超前進(jìn)位電路無須另加門，即可級聯(lián)出n位同步應(yīng)用的計數(shù)器。它是借助于兩個計數(shù)使能輸入和一個動態(tài)進(jìn)位輸出來實現(xiàn)的。兩個計數(shù)使能輸入（ENP和ENT）計數(shù)時必須是高電平，且輸入ENT必須正反饋，以便使能動態(tài)進(jìn)位輸出。因而被使能的動態(tài)進(jìn)位輸出將產(chǎn)生一個高電平輸出脈沖，其寬度近似等于QA輸出高電平。此高電平溢出進(jìn)位脈沖可用來使能其后的各個串聯(lián)級。使能ENP和ENT輸入的跳變不受時鐘輸入的影響。 電路有全獨立的時鐘電路

8、。改變工作模式的控制輸入（使能ENP、ENT或清零）縱使發(fā)生變化，直到時鐘發(fā)生為止，都沒有什么影響。計數(shù)器的功能（不管使能、不使能、置數(shù)或計數(shù)）完全由穩(wěn)態(tài)建立時間和保持時間所要求的條件來決定。 CLK是脈沖輸入端；RCO是進(jìn)位信號輸出端；ENP和ENT是計數(shù)器工作狀態(tài)端；CLR是異步清零端；LOAD是置數(shù)端；VCC接正電源，GND接地；AD是數(shù)據(jù)輸入端，QAQD是計數(shù)器狀態(tài)輸出端。電源電壓5V，輸入電壓5V。其狀態(tài)表下所示：表 1 74LS160狀態(tài)表輸入輸出CLLENENCLABCDQAnQBnQCnQDnCRDTPKO0xxxxxxxx00000010xxabcdabcd1111xxxx計

9、數(shù)110xxxxxx保持11x0xxxxx保持3 電路設(shè)計 電路主要由兩個74LS160芯片，電源，兩個顯示器，一個邏輯分析儀構(gòu)成。采用的組合方法是大模值分解法：將模M分解為，用2片計數(shù)器分別組成6進(jìn)制和10進(jìn)制的計數(shù)器，然后將他們級聯(lián)組成60進(jìn)制計數(shù)器。圖2 74LS160六十進(jìn)制計數(shù)器4 整體電路圖的仿真測試及性能檢測4.1電路的安裝調(diào)試（仿真） 圖3 74LS160仿真圖4 74LS160仿真經(jīng)過仿真測試，本電路可以正常運行，從0到59 計數(shù)。4.2性能指標(biāo)測量及記錄 圖5邏輯分析儀 根據(jù)測試結(jié)果可知，Vcc，對象7，對象9，對象10恒定為1；1,2,3,4,9,11,12,13,14,

10、15,clock out恒定為0，clock int 0/1波動。5 收獲與心得體會 通過這次課程設(shè)計，加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理和仿真圖，和芯片上的選擇。這個方案總共使用了74LS160兩個，7401N，邏輯分析儀一個。 在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。 我沉得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我

11、們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認(rèn)識來源于實踐，實踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個期末測試之后的課程設(shè)計對我們的作用是非常大的。 我認(rèn)為我們的工作是一個團(tuán)隊的工作，團(tuán)隊需要個人，個人也離不開團(tuán)隊，必須發(fā)揚團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項工作的失敗。實習(xí)中只有一個人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導(dǎo)致整個工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實習(xí)成功的一項非常重要的保證。而這次實習(xí)也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！6 參考書目：1楊頌華，馮毛官等,數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M,西安電子科技大學(xué)出版社，2