24進制計數(shù)器設計報告

1、24進制計數(shù)器設計報告單時鐘同步24進制計數(shù)器課程設計報告1.設計任務1.1設 計目的1.了解計數(shù)器的組成及工作原理。2 .進一步掌握計數(shù)器的設計方法和計數(shù)器相互級聯(lián)的方法。3 .進一步掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。4 .進一步掌握數(shù)字系統(tǒng)的制作和布線方法。5 .熟悉集成電路的引腳安排。1.2設計指標1.以24為一個周期，且具有自動清零功能。2.能顯示當前計數(shù)狀態(tài)。1.3設計要求1.畫出總體設計框圖，以說明計數(shù)器由哪些相對 獨立的功能模塊組成，標出各個模塊之間互相聯(lián)系， 時鐘信號傳 輸路徑、方向。并以文字對原理作輔助說明。2 .設計各個功能模塊的電路圖，加上原理說明。3 .選擇合適的元器件，

2、利用 multisim仿真軟件驗證、調試各 個功能模塊的電路，在接線驗證時設計、選擇合適的輸入信號和 輸出方式，在確定電路充分正確性同時， 輸入信號和輸出方式要 便于電路的測試和故障排除。4 .在驗證各個功能模塊基礎上，對整個電路的元器件和布線 進行合理布局。5 .打印PCB板，腐蝕，鉆孔，插元器件，焊接再就對整個計 數(shù)器電路進行調試。2.設計思路與總體框圖.計數(shù)器由計數(shù)器、譯碼器、顯示器三部分電路組成，再由555定時器組成的多諧振蕩器來產生方波，充當計數(shù)脈沖來作為計數(shù)器的時鐘信號，計數(shù)結果通過譯碼器顯示。圖1所示為計數(shù)器的一般結構框圖。十位數(shù)碼顯示管譯碼驅動異步清零計數(shù)器計數(shù)脈沖 （由555

3、電 路產生）個位位數(shù)碼示像管譯碼驅動異步清零計數(shù)器強制清零 圖1計數(shù)器結構框圖3.系統(tǒng)硬件電路的設計 3.1555多諧蕩電路 555多諧振蕩電路由NE555P芯片、電阻和電容組成。由NE555P的3腳輸出方波。圖2555電路3.2計數(shù)器電路集成計數(shù)芯片一般都設置有清 零輸入端和置數(shù)輸入端，而且無論是清零還是置數(shù)都有同步和異 步之分。有的集成計數(shù)器采用同步方式，即當 CP觸發(fā)沿到來時才能 完成清零或置數(shù)任務；有的集成計數(shù)器則采用異步方式， 即通過 觸發(fā)器的異步輸入端來直接實現(xiàn)清零或置數(shù)，與 CP信號無關。本設計采用異步清零。由2片十進制同步加法計數(shù)器 74LS160 （圖2-1-1）、一片與 非

4、門74LS00 （圖2-1-2）和相應的電阻、開關。由外加送來的計數(shù)脈沖（由 555電路產生）送入兩個計數(shù)器 的CLK端，電路在計數(shù)脈沖的作用下按二進制自然序依次遞增 1,當個位計數(shù)到9時，輸出進位信號給十位充當使能信號進位。當計數(shù)到24,這顯示器個位輸出 0010 （也就是4）,顯示器 十位輸出0010也就是2）,顯示器十位計數(shù)器只有 QC端有輸出， 顯示器個位計數(shù)器只有 QB端有輸出，將十位的QC、個位的QB 端接一個二輸入與非門，與非門輸出一路送入十位計數(shù)器的清零 端，一路送入個位計數(shù)器的清零端，將整個電路清零，完成周期 為24的計數(shù)。3.3 譯碼和顯示電路由2個74LS48和2個數(shù)碼管

5、組成驅動電 路將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)， 并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù) 碼管，本設計提供的為 LED數(shù)碼管。3.4 強制清零按下復位開關使兩計數(shù)器的端強制為低電平從 而進行強制清零。4.系統(tǒng)設計仿真4.1仿真原理圖根據(jù)計數(shù)器的一般結構框圖， 我們通過查閱資料書和上網查詢，了解不同元件的功能和實用 性，考慮性價比后，制作出的計數(shù)器的原理圖，如圖 3所示。圖3計數(shù)器電路原理圖4.2各功能元件的分析1設計原理 圖中各功能元件的引腳圖或邏輯功能圖的分析如下所示：1. 74LS48:七段顯示譯碼器的主

6、要功能是把 8421B碼譯成對應 于數(shù)碼管的7個字段信號，驅動數(shù)碼管，顯示出相應的十進制數(shù) 碼。D,C,B,A是8421BCD碼的4位輸人信號，a,b,c,d,e,f,g是七段 譯碼輸出信號，LT, RBI, BI為控制端。燈測試輸入端LT:當LT=0, BI =1時，無論A3A0為何種 狀態(tài)，a,b,c,d,e,f,g的狀態(tài)均為0,數(shù)碼管七段全亮，顯示“8字形， 用以檢查七段顯示器各字段是否能正常工作。滅零輸入端 RBI :當RBI=0時，且LT=1, BI = 0時，若D A的狀態(tài)均為0,則所有光段均滅，在數(shù)字顯示中用以熄滅不必 要的0。例如，顯示0021, 21前面的兩個0是多余的，可以

7、通過在對 應位加滅零信號（RBI = 0）的方法去掉多余的零。圖5741s48和半導體數(shù)碼管的連接圖 2.74LS00: 74LS00為 四二輸入與非門。圖674LS00引腳圖3.74LS160: 74LS160是4位同步十進 制計數(shù)器。圖774LS160引腳圖圖874LS160邏輯圖表174LS160計 數(shù)器 的邏輯功 能表輸入輸 出 CTPCTTCPDDDDQ3Q2Q1Q0 乂乂乂乂乂 LLLLHHf X X 計 數(shù) LxxxxxM呆才f 4.數(shù)碼管：半導體七段顯示器分為共陰極接法和共 陽極接法兩種，對于共陰極接法，若需要某字段亮，則需使該字 段為高電平；同理，對于共陽極接法，若需某字段亮

8、，則需使該 字段為低電平圖8半導體數(shù)碼管共陰極接法和共陽極接法5.總結與致謝5.1總結通過這次對計數(shù)器的設計與制作，讓我們了 解了設計電路的程序。在此次的計數(shù)器設計過程中 ，更進一步地熟悉了芯片的結構 及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.在連接二十四進制的接法中，要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能 ,那么在 電路出錯時便能準確地找出錯誤所在并及時糾正了.通過這次對計數(shù)器的設計制作，讓我了解了電路設計的基本步驟， 也讓我了 解了關于計數(shù)器的原理與設計理念， 要設計一個電路先進行軟件 模擬仿真再進行實際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際 接線中有著各種各樣的

9、條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本 身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計 方法。通過這次學習，讓我們對各種電路都有了大概的了解，所以 說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手操作才 會有深刻理會，才會有收獲。對我們電子信息專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關重 要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走向實踐。這也是一次預演和準備畢業(yè)設計工作。通過課程設計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，并 在以后的學習期間及時補充相關知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理

10、轉型期課程設計達到了專業(yè)學習的預期目的。在兩個星期的課程設計之后，我們普遍感到不僅實際動手能 力有所提高，更重要的是通過對電路板制作流程的了解，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣， 并能夠結合實際存在的問題在專 業(yè)領域內進行更深入的學習。5.2致謝最后感謝系里給予我們這個寶貴的平臺，讓我們有了鍛煉自己、展示自己的機會。感謝所有幫助過我們的老師、同學！再次我們真誠的對你們 說聲：謝謝！我們會把老師們的教導銘記于心，運用到今后的學 習和工作中！ 6.參考文獻1電子技術基礎（第五版）華中科 技大學電子技術課程組編M.康華光主編，陳大欽、張林副主 編，高等教育出版社附錄一：電路原理圖與PCB圖tel原理圖2.PCB原理圖附錄二：元器件清單 24進制計數(shù)器元器件品名 型號規(guī)格數(shù)量封裝計數(shù)器 74160N2片NO16譯碼器741s482片 NO16555555電路（NE555P） 1片NO