2位10进制加法计数器课程设计.docx
- 文档编号:8046943
- 上传时间:2023-01-28
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:450.96KB
2位10进制加法计数器课程设计.docx
《2位10进制加法计数器课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2位10进制加法计数器课程设计.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2位10进制加法计数器课程设计
第1章前言
1.1摘要
在数字电路技术的课程中,计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。
计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟,以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制,或者对外部事件进行计数。
一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路,它既可当作计数器作用,又可当作定时器使用,其基本的工作原理就是"减1"计数。
计数器:
CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲,当计算单元为零时,OUT输出一个脉冲信号,以示计数完毕。
本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的,依靠传感器感应外界信号,传感器在感应范围内有物体时输出低电位,反之则是高电位。
当传感器的感应范围内有物体移过时,传感器电位由高到低再到高,出现上跳沿。
计数器会自动加一,并将在数码管上显示。
本十进制加法计数器有两位七段数码管。
可计数0~99个物体,并易于扩展。
该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数,自动计数,方便简单。
1.2设计目的
1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题;
2、学习用集成触发器构成计数器的方法;
3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性,并掌握合理选用器件的原则;
5、初步了解电路设计、仿真的过程和方法;
4、锻炼分析问题解决问题的能力;
1.3设计内容及要求
1、具有2位10进制计数功能;
2、利用传感器,不接触计数;
3、每一个物体经过,计数器自动加1;
4、具有显示功能;
5、并用相关仿真软件对电路进行仿真。
第2章设计方案
2.1系统框图
图表2.1计数器的整体框图
2.2主要芯片功能介绍
2.2.1四位二进制计数器74161介绍
图2.2.是74161芯片的逻辑电路图,其也对应了74161芯片的引脚。
图2.3是74161芯片的功能表
图表2.274ls161逻辑电路图
图表2.374161的功能表
异步清零:
当CR=0时,不论始终脉冲是否有上升沿用,立即,Q0=0;Q1=0;Q2=0;Q3=0
同步预置:
当LD=0时,在时钟脉冲上升沿的作用下,Q0=d1;Q1=d2;Q2=d3;Q3=d4
当使能端LD=0:
S=0时,计数器计数。
锁存:
当使能端ENP=0或ENT=0时,计数器禁止计数,为锁存状态。
2.2.2七段显示译码器7448介绍
图2.4是7448芯片的引脚。
2.5是7448芯片的功能表,当接好数码管时显示的结果。
图表2.47448引脚
图表2.5七段译码器逻辑功能表
正常译码显示:
LT=1,BI/RBO=1时,对输入的十进制1到15进行译码,产生七段相对应的七段显示码。
灭灯:
当RBI=0,而输入端为0时,是译码器全灭。
当RBI=1时才产生7显示码。
试灯:
LT=0无论输入怎么样,则七段数码管全亮,所以LT用来检测数码管的好坏。
2.3工作原理
利用四位2制计数器74161设计成两位十进制。
个位、十位74161计数器的S、M脚接低电平,个位74161计数器CP脚接传感器的输出端口。
需要注明的是,本计数器采用异步清零法实现十进制。
个位、十位74161计数器的Q3、Q1相与非,与非门输出端接到74161清零端。
十位74161计数器CP脚接个位与非门的输出端。
,这样个位,十位都处于计数工作状态。
个位计数器由Q3Q2Q1Q0(0000)2增加到(1010)2时产生进位信号,进位信号接传给个位计数器和十位计数器,分别实现了个位清零十位加一的功能。
第3章硬件设计
3.1单元电路设计
3.1两位十进制计数器电路图
功能:
U2的D0D1D2D3输出的个位,U1的D0D1D2D3输出的十位。
当传感器的感应范围内有物体移过时,传感器电位由高到低再到高,出现上跳沿。
计数器会自动加一。
个位计数器加满9后,下次输出端出现1010,此时通过与非门,实现个位清零,同时,十位加一。
3.2解码显示电路
功能:
DCBA接口接输入信号,U3的DCBA接来个位74191芯片的的输出端,U4接十位74191的输出端,这样来自于计数器的个位、十位数据就能在数码管上显示。
3.2总硬件电路图
图表3.3总硬件电路图
元器件清单:
1、7400一片
2、7448两片
3、74161两片
4、共阴数码管两个
5、传感器一个
第4章仿真与试验
4.1仿真结果
图4.1是仿真结果图。
本仿真是在Multisim10的仿真环境下进行的。
从图中可以清楚的看见整个电路工作原理和工作过程。
4.1电路仿真结果
4.2调试中遇到的问题
设计本电路的难点是怎么实现74161的十六制转化为十进制?
十六进制的1001到1010的进位就等于9到10的进位,所以要实现十进制的关键是当1001变到1010时能产生一个脉冲信号,该脉冲信号传到下一级的输入端和本级的清零端。
初步设计就采集Q3Q1的信号再相“与非”,当1001变到1010时输出“1”;
第5章结论和体会
回顾起此课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
此次课程设计,真可谓一波多折,期间真的是让人伤透了脑筋,也经历了许多的挫折和磨难,几度想退缩放弃,但硬是熬到了最后,并仿真成功。
这次设计不仅让我又一次全面的复习了模拟、数字电子技术的一部分知识,同时也让自己体会到从设计到画图、再仿真、再调试的酸甜苦辣,但可喜的是最终都得到了解决。
在课程设计后我有以下心得体会:
1本次课程设计提高了自己的设计能力,对知识的应用能力,及查找知识的能力。
在设计和仿真过程中往往不是一蹴而就,一帆风顺。
元器件型号的正确选择,在仿真过程中产生的问题都是需要解决的。
在仿真过程中意料之外的情况就会接踵而至,更有甚者原理没问题,但是就是仿真不出来结果,有的可能是逻辑表达式存在竞争冒险,有的可能是元器件选择不对。
有时因为知识有限,所以需要查阅相关资料,思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询。
2帮助我更加熟练仿真软件protues和multisim的运用,这对我以后的课程设计会有很大的帮助。
由于设计的电路中可能存在错误,或者在搭接电路时出错,可能损坏元器件,或者在调试中损坏仪器,从而造成经济损失。
而电路仿真中也会损坏元器件或仪器,但不会造成经济损失。
但是我们不能一味依赖仿真,仿真软件虽然方便可也能增加惰性,不能真正起到提高我们动手能力的目的。
3熟练了对word文档的格式编排,尝试使用新的画框图软件visio。
Word软件应用极为广泛,熟练对文档的排版是大学生的基本技能要求。
通过对该报告的排版,我在这方面的能力得到了很大的提高。
4热爱生活,体验生活,完善生活。
设计开始时毫无头绪,不知道该设计什么,能设计什么。
灵感总是青睐于热爱生活的人,设计该题目的灵感就来自于体育场,我就想到了设计一个万用型的计分器。
所以最终决定设计一个十进制加一计数器。
5本次课程设计让我对学以致用有了深刻的体会。
宋代朱熹有诗“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。
课堂上学得仅仅是理论,理论可以指导实践,但在实际做的过程中往往不是那么得心应手,或许是困难重重,荆棘满地,这就需要我们用所学的知识去分析解决问题,这过过程我感觉可以称之为“反哺”,它有利于我们对知识的理解,加深我们对知识的掌握,促进我们对知识的应用。
6通过这此电子设计提高了我对数电,模电学习的兴趣,在生活中有很多电子商品,可我们感觉离我们可能太远,于是望而却步,徘徊不前。
如果有这样的心理,那永远不可能进步,永远不可能接触到电子设计。
所以我们需要勇气去尝试,积累设计的宝贵经验,不积跬步无以至千里,最终我们定当越做越好。
第6章参考文献
[1]艾永乐,付子义.数字电子技术基础.北京:
中国电力出版社,2008.
[1]康华光.电子技术基础.第五版.北京:
高等教育出版社,2008
[2]艾永乐,付子义.模拟电子技术基础.北京:
中国电力出版社,2008.
[2]周瑞景,张丽,娜丁莉.基于protues的电路及单片机设计仿真,第二版.北京:
北京航空航天大学出版社,2010.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 10 加法 计数器 课程设计