課程設(shè)計---多進制計數(shù)器的設(shè)計

1、<p>　　課程設(shè)計題目：用74160設(shè)計400進制計數(shù)器</p><p>　　第一部分：題目分析及設(shè)計思路</p><p><b>　　計數(shù)器的概述</b></p><p>　　計數(shù)是一種最簡單基本的運算，計數(shù)器就是實現(xiàn)這種運算的邏輯電路，計數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對脈沖的個數(shù)進行計數(shù)，以實現(xiàn)測量、計數(shù)和控制的功能，同時兼有分頻功能，

2、計數(shù)器是由基本的計數(shù)單元和一些控制門所組成，計數(shù)單元則由一系列具有存儲信息功能的各類觸發(fā)器構(gòu)成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。計數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子計算機的控制器中對指令地址進行計數(shù)，以便順序取出下一條指令，在運算器中作乘法、除法運算時記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對脈沖的計數(shù)等等。計數(shù)器可以用來顯示產(chǎn)品的工作狀態(tài)，一般來說主要是用來表示產(chǎn)品已經(jīng)完成了多少份的折頁配頁工作。它主要的指標在于

3、計數(shù)器的位數(shù)，常見的有3位和4位的。很顯然，3位數(shù)的計數(shù)器最大可以顯示到999，4位數(shù)的最大可以顯示到9999。 </p><p><b>　　計數(shù)器作用</b></p><p>　　在數(shù)字電子技術(shù)中應(yīng)用的最多的時序邏輯電路。計數(shù)器不僅能用于對時鐘脈沖計數(shù)，還可以用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以及進行數(shù)字運算等。但是并無法顯示計算結(jié)果，一般都是要通過外接LCD

4、或LED屏才能顯示。同步計數(shù)器的特點是，輸入時鐘脈沖同時作用各級觸發(fā)器，所有觸發(fā)器在同一時刻翻轉(zhuǎn)。因而不會出現(xiàn)像一部計數(shù)器中因翻轉(zhuǎn)有先后而產(chǎn)生的尖峰脈沖干擾。獲得模數(shù)為M的同步計數(shù)器的方法也可以分為復位法和置位法兩種，但因各種的芯片的結(jié)構(gòu)不同，進行復位與置位的法亦不完全相同。大多數(shù)同步計數(shù)器都具有進位端和借位端，使得多片計數(shù)器級聯(lián)時，比較方便。</p><p><b>　　計數(shù)器的種類</b>

5、;</p><p>　　1、如果按照計數(shù)器中的觸發(fā)器是否同時翻轉(zhuǎn)分類，可將計數(shù)器分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器兩種。 </p><p>　　常見的同步計數(shù)器有74160系列,74LS190系列，常見的異步計數(shù)器有74LS290系列。 </p><p>　　2、如果按照計數(shù)過程中數(shù)字增減分類，又可將計數(shù)器分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器，隨時鐘信號不斷增加的為加法計

6、數(shù)器，不斷減少的為減法計數(shù)器，可增可減的叫做可逆計數(shù)器。 </p><p>　　另外還有很多種分類不一一列舉，但是最常用的是第一種分類，因為這種分類可以使人一目了然，知道這個計數(shù)器到底是什么觸發(fā)方式，以便于設(shè)計者進行電路的設(shè)計 。</p><p>　　第二部分：電路原理分析及基本電路圖</p><p>　　我在這次課程設(shè)計中，決定用3片74160構(gòu)成400進制計數(shù)器

7、，并對電路進行仿真。分別用74160構(gòu)成兩片十進制計數(shù)器、一片四進制計數(shù)器并用電路串行進位方式將三個計數(shù)器串聯(lián)起來使構(gòu)成400進制計數(shù)器。</p><p>　　其中進制數(shù)：N=N1*N2.</p><p>　　74160十進制計數(shù)器 數(shù)碼顯示管</p><p>　　74160具有以下功能：</p><p>&

8、lt;b>　?、?異步清零</b></p><p>　　只要=1有效電平到來，無論有無CP脈沖，輸出為“0”。在圖形符號中，=1的信號為低電平，若接成七進制計數(shù)器，這里要特別注意，控制清零端的信號不是變化的，而是由有效狀態(tài)控制的。其實，很容易解釋，由于異步清零端信號一旦出現(xiàn)就立即生效，如剛出現(xiàn)0111，就立即送到=1端，使狀態(tài)變?yōu)?000。所以，清零信號是非常短暫的，僅是過度狀態(tài)，不能成為計數(shù)的

9、一個狀態(tài)。清零端是低電平有效。</p><p><b>　　② 同步并行預(yù)置數(shù)</b></p><p>　　當=1為有效電平時，計數(shù)功能被禁止，在CP脈沖上升沿作用下A～D的數(shù)據(jù)被置入計數(shù)器并呈現(xiàn)在QA～QD端。若接成七進制計數(shù)器，控制置數(shù)端的信號，如在A～D置入0000，則在QA～QD端呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是0110。</p><p><b&g

10、t;　　③ 保持</b></p><p>　　在==1的條件下,當ENT=ENP=0,即兩個計數(shù)使能端中有0時,不管有無CP 脈沖作用，計數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變(停止計數(shù))。需要說明的是，當ENP=0, ENT=1時，進位輸出C也保持不變；而當ENT=0時，不管ENP狀態(tài)如何，進位輸出RCO=0。 ④ 計數(shù)</p><p>　　當==ENP=ENT=1時，7416

11、1處于計數(shù)狀態(tài),電路從0000狀態(tài)開始，連續(xù)輸入幾個計數(shù)脈沖后，電路將從1111狀態(tài)返回到0000狀態(tài)，RCO端從高電平跳變至低電平?？梢岳肦CO端輸出的高電平或下降沿作為進位輸出信號。</p><p>　　74160從0000狀態(tài)開始計數(shù)，當輸入第6個CP 脈沖（上升沿）時，輸出QA QBQCQD＝0110，此時=0，反饋給端一個清零信號，立即使QA QB QC QF返回0000狀態(tài)，接著,端的清零信號也隨之

12、消失，74160重新從0000狀態(tài)開始新的計數(shù)周期。</p><p>　　計數(shù)器從QAQBQCQD=0000開始計數(shù)，當?shù)?個CP到達后，計到0101，此時==0。并不能立即清零，而要等第6個脈沖上沿到來后，計數(shù)器被置成0000。不會用異步清零端那樣出現(xiàn)0101過渡狀態(tài)，這是與用異步清零端的差別。</p><p>　　74160十進制計數(shù)器連線圖</p><p>　

13、　第三部分：電路參數(shù)確定</p><p>　　在此次的課程設(shè)計中涉及的參數(shù)不確定，可以隨時的改變，視情況而定。例如直流電源Vcc與交流電源Us，Us的頻率也是任意值等。</p><p>　　第四本分：電路的功能或性能驗證：</p><p>　　根據(jù)計數(shù)器的基本特性所設(shè)計電路基本滿足題目要求，基本沒有太大的問題。詳細電路圖及驗證結(jié)果出現(xiàn)在第五部分。以十進制計數(shù)器為例，

14、其時序圖如下：</p><p><b>　　第五部分：設(shè)計成果</b></p><p>　　EWB電子電路計算機仿真軟件簡介</p><p>　　EWB是一種電子電路計算機仿真軟件，它被稱為電子設(shè)計工作平臺或虛擬電子實驗室，英文全稱為Electronics Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technolog

15、ies公司于1988年開發(fā)的，自發(fā)布以來，已經(jīng)有很多個國家、多種種語言的人在使用。EWB以SPICE3F5為軟件核心，增強了其在數(shù)字及模擬混合信號方面的仿真功能。EWB是交互圖像技術(shù)有限公司在九十年代初推出的EDA軟件，用于模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真，利用它可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。EWB是一款小巧，但是仿真功能十分強大的軟件。</p><p>　　EWB建立在SPICE基礎(chǔ)上，它具有以下突出的特

16、點： </p><p>　?。?）采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選??； </p><p>　?。?）軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結(jié)果。 </p><p>　　（3）EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。 </p&g

17、t;<p>　?。?）作為設(shè)計工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計和制板軟件交換數(shù)據(jù)。 </p><p>　?。?）EWB還是一個優(yōu)秀的電子技術(shù)訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。</p><p>　　400進制計數(shù)器詳細電路如下：</p><p>　　第六部分：總

18、結(jié)與體會</p><p>　　通過這個實驗，對設(shè)計計數(shù)器的整個過程有了很好的掌握，熟悉了計數(shù)器設(shè)計的一般原理，對計數(shù)器有了一個感性的認識；學會了計數(shù)器設(shè)計的一般步驟?，F(xiàn)在想想還真是那樣，事情是做出來的，總是一味的想或等待是永遠得不到結(jié)果。有些事情剛開始你不想去做也害怕去做，但是一旦有了壓力讓你不得不去做的時候，你會發(fā)現(xiàn)其實也不是很難只要你有心去做在做?？傊估碚撀?lián)系了實際，鞏固并深化了對課本基本知識的認識和理解

19、，使理論得以升華。</p><p>　　我覺得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習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

20、了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。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。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以

21、說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識，在次我們表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！</p><p>　　此次課程設(shè)計，學到了

22、很多課內(nèi)學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項目。在此，感謝王老師與和老師的細心指導，也同樣謝謝其他各組同學的無私幫助！</p><p><b>　　第七部分：參考文獻</b></p><p>　　[1]余孟嘗主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.第三版.北京：高等教育出