六十進(jìn)制計數(shù)器綜合設(shè)計

1、物理與機電工程學(xué)院（20152016 學(xué)年第 一 學(xué)期）計算機輔助電路設(shè)計綜合設(shè)計報告可編程計數(shù)器專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)號：2014216041姓名：張騰 指導(dǎo)教師：周佐項目十七 可編程計數(shù)器一、 設(shè)計目的及任務(wù)設(shè)計目的掌握74LS90的功能原理；利用74LS90完成簡單計數(shù)器電路設(shè)計。每隔1s，計數(shù)器增1；能以數(shù)字形式顯示時間。熟練掌握計數(shù)器的各個部分的結(jié)構(gòu)。計數(shù)器間的級聯(lián)。不同芯片也可實現(xiàn)六十進(jìn)制。設(shè)計任務(wù)利用兩片74Ls90構(gòu)成六十進(jìn)制（059）計數(shù)器，并用Altium Designer 進(jìn)行仿真。二、原理及過程系統(tǒng)原理圖認(rèn)識芯片：74LS90計數(shù)器是一種中規(guī)模二-五-十進(jìn)制異步計數(shù)

2、器，管腳圖如圖所示。R01、R02是計數(shù)器置0端，同時為1有效；R91和R92為置9端，同時為1時有效；若用A輸入，QA輸出，為二進(jìn)制計數(shù)器；如B為輸入，QB-QD可輸出五進(jìn)制計數(shù)器；將QA與B相連，A做為輸入端，QA-QD輸出十進(jìn)制計數(shù)器；若QD與A輸入端相連，B為輸入端，電路為二-五混合進(jìn)制計數(shù)器。74LS90的功能表：當(dāng)接通電源，電路開始工作時，顯示器顯示從0開始依次遞增到59，然后重新回到0再開始依次遞增到59，如此反復(fù)，直到關(guān)掉電源。三、系統(tǒng)仿真仿真原理圖仿真結(jié)果圖仿真步驟可編程計數(shù)器的原理圖在Multisim中連接電路。2.打開開關(guān)，開始仿真.顯示器可顯示:00、01、02、03、

3、04、05、06、07、08、09、1-、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59。四、PCB設(shè)計包括PCB設(shè)計步驟及圖，所用原件、封裝形式報表，3D視圖等。根據(jù)仿真原理圖重新設(shè)計Altium Designer原理圖，由于缺少相應(yīng)元件，這里用MC74HC4511先進(jìn)行翻譯，再輸入到顯示器。如下圖所示元件清單及封裝形式報表單擊菜單Reports/B

4、ill of Materials,系統(tǒng)自動顯示元件清單及封裝形式，如下圖所示。制作PCB板1.在原項目中添加一個PCB，并進(jìn)行保存；Design/Update PCB Document PCB1,彈出窗口開始導(dǎo)入，如下單擊Validate Changes，檢查沒有任何錯誤后單擊Execute Changes開始導(dǎo)入PCB，導(dǎo)入后根據(jù)實際情況放置元件，待放置完成后切換到keep-out layer層，畫電氣邊界，完成后如下圖1）設(shè)置布線規(guī)則設(shè)置線寬 執(zhí)行菜單Design/Rules，彈出PCB Rules and Constriaints Editor對話框，雙擊選項Design Rules/E

5、lectrical下面的子文件，單擊Clearance選項，設(shè)置最小安全間距為10mil增加一個新的Width選項，并命名為N_VCC，點擊Net選項，下拉列表框選擇VCC，在Constraint中定義導(dǎo)線寬度Preferred、Minimum、Maximum的值均為30mil。用類似方法，再增加一個名為N_GND，同樣GND網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線寬為30mil。完成后單擊OK2）開始自動布線單擊菜單Auto Route/All,開始自動布線。布線完成后參考效果如圖所示3）添加覆銅區(qū)在Top Layer單擊菜單place/polygon pour,添加大面積覆銅區(qū)，并使GND與覆銅區(qū)相連，添加覆銅區(qū)后的的效

6、果如圖所示4）重新定義板的大小單擊菜單View/Board poinning Mode 1,然后單擊菜單Design/Redefine Board shape,對板進(jìn)行裁剪。5）3D視圖裁剪完成后單擊菜單View/3D layout Mode查看3D視圖，按住鍵盤Shift,點擊鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行拖動查看3D圖，如下圖5、 結(jié)果及結(jié)論結(jié)果：當(dāng)接通電源，電路開始工作時，顯示器顯示從0開始依次遞增到59，然后重新回到0再開始依次遞增到59，如此反復(fù)，直到關(guān)掉電源。 結(jié)論：利用所學(xué)的數(shù)字電路的知識，設(shè)計了一個60進(jìn)制（0-59）的計數(shù)器。利用兩塊74LS190芯片的組合進(jìn)行計數(shù)，并將結(jié)果輸入到翻譯器，待翻

7、譯完成后再輸入到顯示器。六、心得體會1、通過本實驗的學(xué)習(xí)，我進(jìn)一步掌握了74LS90的功能原理?；灸軌蚶?4LS90完成簡單計數(shù)器電路設(shè)計。2、實驗過程中最關(guān)鍵的是熟悉74LS90的功能，再根據(jù)其功能設(shè)計相關(guān)計數(shù)器，就可以做到得心應(yīng)手。 3、在設(shè)計過程中我查閱了大量的資料，了解了許多關(guān)于計數(shù)器設(shè)計方面的問題，進(jìn)一步理解了各種元器件的使用方法。4、這次課程設(shè)計讓我學(xué)到了很多，掌握了簡單的電子電路的設(shè)計與制作。在制作電路時，我深深體會到連接電路時一定要認(rèn)真仔細(xì)，每一步驟都要認(rèn)真分析。5、本次課程設(shè)計也反映出很多問題，比如競爭冒險現(xiàn)象是很常見的，并且消除此現(xiàn)象并不是很容易，尤其是對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路而言，往往消除了一處競爭冒險現(xiàn)象，又產(chǎn)生了另一處，此問題需要我以后多加注意。6、本設(shè)計原理簡單，結(jié)構(gòu)清晰，較為容易仿真成功。從本次課程設(shè)計中使我獲益匪淺，7、在實驗過程中要用心面對每一個問題，通過不斷的努力去解決這些問題.在解決設(shè)計問題的同時自己也在其中有所收獲。8、首先使我對數(shù)電這門課程有了更深的體會，通過對60進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計使我將