电路课程设计---自动循环计数器
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数字电子技术课程设计
——自动循环计数器
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一、设计任务:
1. 用集成计数器实行3~9自动循环计数。
2. 电路能实现3~9加法和3~9减法循环计数。
3. 输出用数码显示。
二、总体设计思想:
根据题目要求,系统可以划分为以下几个部分,基本思想如下:
1、电源部分,由它向整个系统提供+5V电源。
2、单脉冲产生部分:功能是由它产生单个脉冲,为循环计数部分提供计
数脉冲。
3、译码显示电路部分:计数器输出结果的数字显示。
4、加/减控制电路部分:实现加或减循环计数功能由控制部分完成。
5、可逆计数器部分:完成3~9的可逆加或减循环计数。
系统设计方框图如图1所示。
图1 3~9加/减可逆自动循环计数器系统设计方框图
三、各个单元逻辑电路及其工作原理
3.1、译码显示电路:
1、方案论证
方案一:采用74LS47 TTL BCD—7段高电平有效译码/驱动器,数码管需选用共阳极数码管。
方案二:采用DCD-HEX——4段数码管,不需要译码器就能直接显示出结果。
确定方案:采用DCD-HEX——4段数码管。
2、译码显示电路的设计 3.2、加/减控制电路
1、方案论证
方案一:74LS190 TT L BCD 同步加/减计数器。
方案二:74LS192 TTL 可预置BCD 双时钟可逆计数器。 确定方案:经过比较,结合系统要求,决定采用方案一。 2、控制部分及循环加减计数部分的设计
同步十进制可逆计数器CT74LS192,逻辑功能示意图见图4。 逻辑功能示意图:
拐角3,2,6,7:数据输入端 拐角15,1,10,9:数据输出端 拐角12,13:悬空 拐角11:控制置数端 拐角14:清零端 拐角4,5:双时钟
U10
74LS192D
A 15
B 1
C 10D
9
U P 5Q A 3Q B 2Q C 6Q D
7
D O W N
4
~L O A D 11~B O 13~C O
12
C L R
14
图2 逻辑功能示意图
3、74LS192功能表:
注:拐角14:CR 拐角11:/LD
表1 74LS192功能表
(2)加计数:CR=0,/LD=1, CPu=CP, CPd=1, QA QB QC QD 按加法计数 (3)减计数:CR=0,/LD=1, CPu=1, CPd=CP, QA QB QC QD 按减法计数 5、课程设计答辩完后,发现用74LS190来实现更为简便,于是又重新设计,采用方案一,具体操作如下:
(1)集成十进制同步加/减计数器CT74LS190,逻辑功能示意图见图5。
图3 逻辑功能示意图
(2)74LS190功能表见表2
表2 74LS190功能表
⑶ 主要逻辑功能。
方案确定:采用方案二,只需再加一个JK触发器控制74LS190加减计数翻转就可以了。
四、系统逻辑框图
74LS192加法计数:
74LS192减法计数:
74LS190计数器
五、总体电路设计图:
1、74Ls190:
2、工作原理:
由单脉冲产生单元产生的计数脉冲送至74LS190的CP端,做加法时,190的D/U端需接地,通过手动开关J2就实现加减法运算。当J2接上边的开关时实现加法计数,调节输入端置3,当加过9时,在C C/C R端将发出一个进位正脉冲,9再加1按照题目要求应该变成3,通过输出端、四个非门以及与非门得到0,然后低电平输入JK触发器,因为JK都是高电平,根据JK触发器的功能表,输出翻转,置数端置3然后重新循环;同理做减法时,输入端置9,当达到3时,置数端置9。
五、仿真电路安装、调试测试结果,出现的问题、原因及解决方法
在安装调试过程中,遇到了一定的问题,具体如下:
1、因为加减法运算刚开始置数不一样,所以我们经过考虑,用开关来控制
输入端的数据;
2、该电路运用不熟悉,导致花很长时间去寻找各种原件;
3、通电检查,通电后做加法时,数码管有反应,但显示数据不正确,怀疑
是电源或接地有误,经查果然如此,经重新调整,故障排除。
六、总结设计电路的特点和方案的优缺点
本方案设计电路的特点是,除了满足题目要求的指标外,还补充了电源设计。
优点:电路设计比较简明,易于实现。
缺点:此电路的实现与设计要求有一定差距,以后再遇到设计问题,会从多个角度去考虑。
八、收获、体会
通过这次课程设计,是我收获很大;初步掌握电子电路的计算,掌握了一点数字电路的一般设计方法,具备初步的电路设计能力。同时学会了如何通过网络资源、书刊、教材及相关的专用手册等来查阅所需资料。熟悉了常用电子器件的类型和特性并初步学会了怎样合理地选用。初步掌握了普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。提高了综合运用所学的理论知识来独立分析和解决问题的能力。进一步熟悉了电子仪器的正确使用方法。学会了如何撰写课程设计总结报告。培养自己严谨、认真的科学态度和踏实细致的工作作风。
整个设计过程从一开始不知所云到现在能动手设计和安装、调试,遇到了不少的困难,但是通过老师的精心指导和自己的刻苦努力,都一一克服了,是我深深体会到,要想将来成为一名国家的合格建设者和栋梁,需要脚踏实地,刻苦学习、努力钻研、勇攀高峰,同时也从中体会到了成功的快乐,在这里,我要向辛苦耕耘的老师说一声:老师您辛苦了,非常感谢您-----敬爱的老师!
九、参考文献
[1]《中国集成电路大全》TTL集成电路国防工业出版社,1985
[2]《实用电子电路手册》北京:高等教育出版社,1991