10進制加法計數(shù)器課程設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 前言1</p><p>　　1.1 摘要1</p><p>　　1.2 設計目的1</p><p>　　1.3 設計內容及要求1</p><p>　　第2章 設計方案2</p>

2、;<p>　　2.1 系統(tǒng)框圖2</p><p>　　2．2主要芯片功能介紹2</p><p>　　2.2.1 四位二進制計數(shù)器74191介紹2</p><p>　　2.2.2七段顯示譯碼器7448介紹3</p><p>　　2.3 工作原理4</p><p>　　第3章 硬件

3、設計5</p><p>　　3.1 單元電路設計5</p><p>　　3.2 總硬件電路圖7</p><p>　　第4章 仿真與試驗8</p><p>　　4.1 仿真結果8</p><p>　　4.2 調試中遇到的問題8</p><p>　　第5章 結

4、論和體會9</p><p>　　第6章 參考文獻10</p><p><b>　　第1章 前言</b></p><p><b>　　1.1 摘要</b></p><p>　　在數(shù)字電路技術的課程中，計數(shù)器的功能是記憶脈沖的個數(shù),它是數(shù)字系統(tǒng)中應用最廣泛的基本時序邏輯構件。計數(shù)器在

5、微型計算機系統(tǒng)中的主要作用就是為CPU和I/O設備提供實時時鐘，以實現(xiàn)定時中斷、定時檢測、定時掃描、定時顯示等定時控制，或者對外部事件進行計數(shù)。一般的微機系統(tǒng)和微機應用系統(tǒng)中均配置了定時器/計數(shù)器電路，它既可當作計數(shù)器作用，又可當作定時器使用，其基本的工作原理就是"減1"計數(shù)。計數(shù)器：CLK輸入脈沖是一個非周期事件計數(shù)脈沖，當計算單元為零時，OUT輸出一個脈沖信號，以示計數(shù)完畢。</p><p&g

6、t;　　本十進制加法計數(shù)器是基于74191芯片而設計的，其有兩個按鈕，一個起加一的作用，另一個起清零的作用，還有一個兩位的數(shù)字管顯示。當檢測到有加一鍵按下時，會自動加一，并將在數(shù)碼管上顯示。當檢測到有清零鍵按下時，數(shù)碼管上顯示清零。</p><p>　　該十進制加法計數(shù)器用途廣泛，在各種比賽中能夠當計分器使用，這樣比賽得分更加清晰</p><p>　　1.2 設計目的</p>

7、;<p>　　1、綜合運用相關課程中所學到的理論知識去獨立完成某一設計課題；</p><p>　　2、學習用集成觸發(fā)器構成計數(shù)器的方法；</p><p>　　3、進一步熟悉常用芯片和電子器件的類型及特性，并掌握合理選用器件的原則；</p><p>　　5、初步了解電路設計、仿真的過程和方法； </p><p>　　4、鍛煉分

8、析問題解決問題的能力；</p><p>　　1.3 設計內容及要求</p><p>　　1、具有10進制計數(shù)功能；</p><p>　　2、設置外部操作開關，控制計數(shù)器的直接清零、加一功能；</p><p>　　3、計時器為10進制加法計數(shù)，加一鍵每按一次加一；</p><p><b>　　4、具有顯示功

9、能；</b></p><p>　　5、并用相關仿真軟件對電路進行仿真。</p><p>　　第2章 設計方案</p><p>　　2.1 系統(tǒng)框圖</p><p>　　圖表 2.1 計數(shù)器的整體框圖</p><p>　　2．2主要芯片功能介紹</p><p>　　

10、2.2.1 四位二進制計數(shù)器74191介紹</p><p>　　圖2.2.是74191芯片的邏輯電路圖，其也對應了74191芯片的引腳。圖2.3是74191芯片的功能表</p><p>　　圖表 2.2 74ls191邏輯電路圖</p><p>　　圖表 2.3 74191的功能表</p><p>　　同步預置：當LD=0時，

11、在時鐘脈沖上升沿的作用下，Q0 = d1 ；Q1 = d2 ；Q2 = d3 ； Q3 = d4</p><p>　　當使能端LD=0 ：S=0時，計數(shù)器計數(shù)。</p><p>　　鎖存：當使能端ENP=0或ENT=0時，計數(shù)器禁止計數(shù)，為鎖存狀態(tài)。</p><p>　　2.2.2七段顯示譯碼器7448介紹</p><p&g

12、t;　　圖2.4是7448芯片的引腳。2.5是7448芯片的功能表，當接好數(shù)碼管時顯示的結果。</p><p>　　圖表 2.4 7448引腳</p><p>　　圖表 2.5 七段譯碼器邏輯功能表</p><p>　　正常譯碼顯示：LT=1，BI/RBO=1時，對輸入的十進制1到15進行譯碼，產生七段相對應的七段顯示碼。</p><p&g

13、t;　　滅燈：當RBI=0，而輸入端為0時，是譯碼器全滅。當RBI=1時才產生7顯示碼。</p><p>　　試燈：LT=0無論輸入怎么樣，則七段數(shù)碼管全亮，所以LT用來檢測數(shù)碼管的好壞。</p><p>　　2.3 工作原理</p><p>　　利用四位制計數(shù)器74191設計成兩位十進制。個位、十位74191計數(shù)器的D0 D1 D2 D3腳接低電平，S

14、、M腳接低電平。個位74191計數(shù)器CP腳接按鍵，十位74191計數(shù)器CP腳接來自個位計數(shù)器的進位信號，這樣個位，十位都處于計數(shù)工作狀態(tài)。個位計數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產生進位信號，進位信號接傳給個位計數(shù)器和十位計數(shù)器，分別實現(xiàn)了各位清零十位加一的功能。</p><p>　　第3章 硬件設計</p><p>　　3.1 單元電路設計</p&

15、gt;<p>　　3.1 兩位十進制計數(shù)器電路圖</p><p>　　功能：U1的D0 D1 D2 D3 輸出的個位 ，U2的D0 D1 D2 D3 輸出的十位 。加一鍵按下數(shù)據加一，清零鍵按下數(shù)據清零。該單位電路實現(xiàn)的記錄“加一”按鍵按下次數(shù)，清零按鍵清零的功能。</p><p>　　3.2 解碼顯示電路</p><p>　　功

16、能 : D C B A接口接輸入信號，U 3的D C B A接來個位74191芯片的的輸出端，U4接十位74191的輸出端，這樣來自于計數(shù)器的個位、十位數(shù)據就能在數(shù)碼管上顯示。</p><p>　　3.2 總硬件電路圖</p><p>　　圖表 3.3 總硬件電路圖</p><p><b>　　元器件清單：</b></p&g

17、t;<p>　　1 、7404 一片</p><p>　　2 、7411 一片</p><p>　　3 、7448 兩片</p><p>　　4 、74191 兩片</p><p>　　5 、共

18、陰數(shù)碼管 兩個</p><p>　　6 、按鍵 三個</p><p>　　7 、電阻 一個</p><p>　　第4章 仿真與試驗</p><p>　　4.1 仿真結果</p><p>　　圖4.1是仿真結果

19、圖。本仿真是在protues7.7的仿真環(huán)境下進行的。從圖中可以清楚的看見整個電路工作原理和工作過程，當加一鍵按下時實現(xiàn)了加一的功能。</p><p><b>　　4.1電路仿真結果</b></p><p>　　4.2 調試中遇到的問題</p><p>　　設計本電路的難點是怎么實現(xiàn)74191的十六制轉化為十進制？十六進制的1001到101

20、0的進位就等于9到10的進位，所以要實現(xiàn)十進制的關鍵是當1001變到1010時能產生一個脈沖信號，該脈沖信號傳到下一級的輸入端和本級的清零端。初步設計就采集Q3Q1的信號再相“&”，當1001變到1010時輸出“1”；可是在當0111到1000時也會產生“1”，這是電路設計時存在的缺陷。為了消除上種情況采用了邏輯函數(shù)代替，于是問題順利解決。</p><p>　　在選用R1時選用的是，但是產生的低電平很不理

21、想，當鍵按下時產生不了一個正脈沖，經過考慮于是選擇了這樣效果明顯了很多。</p><p>　　第5章 結論和體會</p><p>　　回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。此次課程設計，真可謂一波多折，期間真的是讓人傷透了腦筋，也經歷

22、了許多的挫折和磨難，幾度想退縮放棄，但硬是熬到了最后，并仿真成功。這次設計不僅讓我又一次全面的復習了模擬、數(shù)字電子技術的一部分知識，同時也讓自己體會到從設計到畫圖、再仿真、再調試的酸甜苦辣，但可喜的是最終都得到了解決。</p><p>　　在課程設計后我有以下心得體會：</p><p>　　1 本次課程設計提高了自己的設計能力，對知識的應用能力，及查找知識的能力。在設計和仿真過程中往往不是

23、一蹴而就，一帆風順。元器件型號的正確選擇，在仿真過程中產生的問題都是需要解決的。在仿真過程中意料之外的情況就會接踵而至，更有甚者原理沒問題，但是就是仿真不出來結果，有的可能是邏輯表達式存在競爭冒險，有的可能是元器件選擇不對。有時因為知識有限，所以需要查閱相關資料，思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢。</p><p>　　2 幫助我更加熟練仿真軟件protues和multisim的運用，這對我以

24、后的課程設計會有很大的幫助。由于設計的電路中可能存在錯誤，或者在搭接電路時出錯，可能損壞元器件，或者在調試中損壞儀器，從而造成經濟損失。而電路仿真中也會損壞元器件或儀器，但不會造成經濟損失。但是我們不能一味依賴仿真，仿真軟件雖然方便可也能增加惰性，不能真正起到提高我們動手能力的目的。</p><p>　　3 熟練了對word文檔的格式編排，嘗試使用新的畫框圖軟件visio。Word軟件應用極為廣泛，熟練對文檔的排

25、版是大學生的基本技能要求。通過對該報告的排版，我在這方面的能力得到了很大的提高。</p><p>　　4 熱愛生活，體驗生活，完善生活。設計開始時毫無頭緒，不知道該設計什么，能設計什么。靈感總是青睞于熱愛生活的人，設計該題目的靈感就來自于體育場，我就想到了設計一個萬用型的計分器。所以最終決定設計一個十進制加一計數(shù)器。</p><p>　　5本次課程設計讓我對學以致用有了深刻的體會。宋代朱熹

26、有詩“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。課堂上學得僅僅是理論，理論可以指導實踐，但在實際做的過程中往往不是那么得心應手，或許是困難重重，荊棘滿地，這就需要我們用所學的知識去分析解決問題，這過過程我感覺可以稱之為“反哺”，它有利于我們對知識的理解，加深我們對知識的掌握，促進我們對知識的應用。</p><p>　　6通過這此電子設計提高了我對數(shù)電，模電學習的興趣，在生活中有很多電子商品，可我們感覺離我們可能太遠，于是

27、望而卻步，徘徊不前。如果有這樣的心理，那永遠不可能進步，永遠不可能接觸到電子設計。所以我們需要勇氣去嘗試，積累設計的寶貴經驗，不積跬步無以至千里，最終我們定當越做越好。</p><p>　　第6章 參考文獻</p><p>　　[1] 艾永樂，付子義. 數(shù)字電子技術基礎. 北京：中國電力出版社，2008.</p><p>　　[1] 康華光. 電子技術基礎.