課程設(shè)計(jì)---時(shí)間倒計(jì)時(shí)顯示牌設(shè)計(jì)

1、<p>　　數(shù)字系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn) 課程設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題目： 時(shí)間倒計(jì)時(shí)顯示牌設(shè)計(jì) </p><p>　　院（系）： 電子與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 通信091 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p>

2、<p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)</p><p>　　院（系）：電子與信息工程學(xué)院 　教研室：通信工程</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 引言1</b></p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)思路1

3、</p><p>　　第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)2</p><p><b>　　3.1要求2</b></p><p>　　3.2秒顯示電路圖3</p><p>　　3.3分顯示電路圖4</p><p>　　3.4 60分鐘倒計(jì)時(shí)模塊電路設(shè)計(jì)：5</p><p>　　3.

4、5 60分鐘倒計(jì)時(shí)總電路圖如下6</p><p>　　3.6 仿真波形6</p><p>　　3.7電路實(shí)物圖7</p><p><b>　　第4章 總結(jié)8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p>　　·本文針對(duì)簡(jiǎn)易數(shù)字倒

5、計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)要求，提出了總體設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，主要運(yùn)用了74168的減法計(jì)數(shù)功能，一個(gè)模塊一個(gè)模塊地完成設(shè)計(jì)，最后組裝電路，管腳鎖定，并調(diào)試成功。</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，先分析任務(wù)書(shū)，明確任務(wù)的要求，然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，劃分系統(tǒng)模塊，然后進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，決定各個(gè)功能系統(tǒng)模塊中的內(nèi)部電路，然后進(jìn)行波形模擬。</p><p>　　四進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制哪個(gè)數(shù)碼管工作以及

6、工作頻率，當(dāng)60分鐘倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)完畢，即分的顯示和秒的顯示都為0時(shí)，計(jì)時(shí)模塊停止工作。</p><p>　　要想實(shí)現(xiàn)60分鐘倒計(jì)時(shí)功能。就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個(gè)計(jì)數(shù)器都由兩片加減計(jì)數(shù)器74168構(gòu)成，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位計(jì)數(shù)器依此開(kāi)始工作，兩者共同構(gòu)成60分鐘倒計(jì)時(shí)模塊</p><p><b>　

7、　第1章 引言</b></p><p>　　所謂數(shù)字倒計(jì)時(shí)器，就是運(yùn)用電子技術(shù)基礎(chǔ)理論的原理，將現(xiàn)有的減法計(jì)數(shù)器通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆绞郊?jí)聯(lián)起來(lái)，在脈沖信號(hào)的作用下，完成倒計(jì)時(shí)的功能。</p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，先分析任務(wù)書(shū)，明確任務(wù)的要求，然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，劃分系統(tǒng)模塊，然后進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，決定各個(gè)功能系統(tǒng)模塊中的內(nèi)部電路，然后進(jìn)行波形模擬，如果所得波形與所要求

8、的結(jié)果形同，證明電路基本上符合實(shí)驗(yàn)要求，就可以上箱測(cè)試了。</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　因?yàn)闉闀r(shí)鐘倒計(jì)時(shí)，所以需要將1HZ的脈沖信號(hào)給60分鐘倒計(jì)時(shí)模塊，控制端控制倒計(jì)時(shí)模塊的啟動(dòng)和暫停，當(dāng)控制端電位為高電平時(shí)，倒計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始工作，當(dāng)控制端電位為地點(diǎn)平時(shí)，倒計(jì)時(shí)模塊停止工作。計(jì)時(shí)信號(hào)通過(guò)譯碼模塊譯碼后再由實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)碼管顯示出來(lái)。四進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制哪個(gè)數(shù)碼

9、管工作以及工作頻率，當(dāng)60分鐘倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)完畢，即分的顯示和秒的顯示都為0時(shí)，計(jì)時(shí)模塊停止工作。</p><p>　　要想實(shí)現(xiàn)60分鐘倒計(jì)時(shí)功能。就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個(gè)計(jì)數(shù)器都由兩片加減計(jì)數(shù)器74168構(gòu)成，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位計(jì)數(shù)器依此開(kāi)始工作，兩者共同構(gòu)成60分鐘倒計(jì)時(shí)模塊。此外，實(shí)際電路還需要74153和7448都能模塊這

10、些在連接電路時(shí)都不需要自己連接，因此電路中省略掉了。</p><p>　　第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　3.1要求</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的題目要求是設(shè)計(jì)一個(gè)60分鐘倒計(jì)時(shí)，最終目的是用數(shù)碼管顯示時(shí)間，從59：59倒記時(shí)到00：00停止，有手動(dòng)功能。</p><p>　　看到題目要求，

11、我們首先想到用現(xiàn)成的具有倒記時(shí)功能的減法計(jì)數(shù)器通過(guò)級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)</p><p>　　這一功能，我們可以選擇同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74168</p><p>　　圖3.1 74168結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　74168真值表：</b></p><p><b>　　表3.2 真值表</b>&

12、lt;/p><p>　　通觀察74168的真值表發(fā)現(xiàn)，LDN端為低電平時(shí)該計(jì)數(shù)器強(qiáng)行置數(shù)，LDN端為高平時(shí)，并且ENTN與ENPN同時(shí)為低電平，U/DN為高電平時(shí)器件開(kāi)始加法計(jì)數(shù)，在此條件下U/DN為低電平時(shí)開(kāi)始減法計(jì)數(shù)。</p><p>　　用低位器件的借位端控制高位的開(kāi)始計(jì)數(shù)是這一課程設(shè)計(jì)的主要思路。74168實(shí)現(xiàn)自減功能是從9計(jì)到0時(shí)再進(jìn)行下一輪計(jì)數(shù)，即從1001減至0000停止。<

13、;/p><p><b>　　3.2秒顯示電路圖</b></p><p>　　作為秒計(jì)時(shí)的60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　59秒的電路計(jì)時(shí)如下圖：</p><p>　　圖3.3 59秒電路計(jì)時(shí)</p><p>　　如上電路圖所示，當(dāng)控制端為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器置數(shù)，左邊高電位輸出為5右邊

14、低電位輸出為9，當(dāng)控制端為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始做計(jì)數(shù)工作，低電位從9遞減到0，即輸出為0000時(shí)，給高電位一個(gè)借位信號(hào)，用一個(gè)四輸入的或門(mén)實(shí)現(xiàn)這一功能，只有當(dāng)輸入全為零時(shí)或門(mén)的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此時(shí)高位信號(hào)進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的功能。</p><p><b>　　3.3分顯示電路圖</b></p><p>

15、;　　作為分顯示的60制減法計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　如下電路圖所示，此60制減法分計(jì)數(shù)器的工作原理與60進(jìn)制減法秒計(jì)數(shù)器的工作原理相同。</p><p>　　圖3.4 59秒電路計(jì)時(shí)</p><p>　　3.4 60分鐘倒計(jì)時(shí)模塊電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　將60進(jìn)制減法分計(jì)數(shù)器與60制減法秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行恰當(dāng)合理的級(jí)聯(lián)，就構(gòu)

16、成了60分鐘倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器模塊，如下圖所示。計(jì)數(shù)工作的原理前面已經(jīng)講過(guò)，下面主要分析一下它的手動(dòng)功能。由74168的工作特性我們知道，當(dāng)ENT或ENP其中的一個(gè)為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器就會(huì)開(kāi)始它的保持功能。要想讓它在結(jié)束了60分鐘的計(jì)數(shù)后讓它停止計(jì)數(shù)工作，那么我們就得想辦法去控制它的ENT或ENP端在結(jié)束了60分鐘計(jì)數(shù)后就保持在高電平。</p><p>　　用它們四片輸出都為0的狀態(tài)信號(hào)作為輸入控制信號(hào)，由一片或非門(mén)將輸

17、入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑賹⒏唠娖浇拥剿钠?4168的ENP端，這樣，當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行完60分鐘倒計(jì)時(shí)工作后就自然而然地保持在了0000的狀態(tài)而不再計(jì)數(shù)。</p><p>　　60分鐘倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的暫停設(shè)計(jì)思路是，將輸入的脈沖信號(hào)和一個(gè)開(kāi)關(guān)a用一個(gè)與門(mén)相連接，這樣當(dāng)開(kāi)關(guān)給定的是高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器工作，當(dāng)開(kāi)關(guān)給定低電平時(shí)，將使其停止計(jì)數(shù)，并使其保持在當(dāng)前的數(shù)值上。當(dāng)給en端輸入低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，并且將自動(dòng)回到計(jì)數(shù)器的

18、最初狀態(tài)即59:59狀態(tài)。</p><p>　　3.5 60分鐘倒計(jì)時(shí)總電路圖如下</p><p><b>　　圖3.5 總電路圖</b></p><p><b>　　3.6 仿真波形</b></p><p><b>　　圖3.6 仿真波形</b></p><

19、;p><b>　　3.7電路實(shí)物圖</b></p><p><b>　　圖3.7 實(shí)物圖</b></p><p><b>　　圖</b></p><p><b>　　圖3.8 實(shí)物圖</b></p><p><b>　　第4章 總結(jié)<

20、;/b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的題目要求是設(shè)計(jì)一個(gè)60分鐘倒計(jì)時(shí)，最終目的是用數(shù)碼管顯示時(shí)間，從59：59倒記時(shí)到00：00停止，有手動(dòng)功能。</p><p>　　選用合適的芯片，經(jīng)分析選用了74168芯片，通觀察74168的真值表發(fā)現(xiàn)，LDN端為低電平時(shí)該計(jì)數(shù)器強(qiáng)行置數(shù)，LDN端為高平時(shí)，并且ENTN與ENPN同時(shí)為低電平，U/DN為高電平時(shí)器件開(kāi)始加法計(jì)數(shù)，在此條件下U

21、/DN為低電平時(shí)開(kāi)始減法計(jì)數(shù)。</p><p>　　用低位器件的借位端控制高位的開(kāi)始計(jì)數(shù)是這一課程設(shè)計(jì)的主要思路。74168實(shí)現(xiàn)自減功能是從9計(jì)到0時(shí)再進(jìn)行下一輪計(jì)數(shù)，即從1001減至0000停止</p><p>　　在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我熟練掌握MAX+PLUSⅡ軟件的使用方法及EDA實(shí)驗(yàn)箱的使用。應(yīng)用了74168減法計(jì)數(shù)功能，列真值表，畫(huà)卡諾圖，分布設(shè)計(jì)。首先，利用60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)先

22、設(shè)計(jì)60秒倒計(jì)時(shí)，編譯、執(zhí)行、仿真、連接EDA箱，得以驗(yàn)證。其次再設(shè)計(jì)60進(jìn)制分減法計(jì)數(shù)，模仿60秒的設(shè)計(jì)，最后得出60分的減法計(jì)數(shù)。</p><p>　　總之，要完成實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在理論的指導(dǎo)下完成的，并且設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了許多理論課上學(xué)的內(nèi)容，如真值表、卡諾圖等。本次設(shè)計(jì)把理論應(yīng)用到了實(shí)踐中，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)，也加深了自己對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。</p><p>&l

23、t;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社,1993</p><p>　　[2] 康華光. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社,2000</p><p>　　[4] 萬(wàn)錦坤. 中國(guó)大學(xué)學(xué)報(bào)論文文摘.中國(guó)大百科全書(shū)出版社,1998</p><p>　　[5] 華柏興，盧