可预置计数器(0-9).docVIP

PAGE 5 . . 工学院课程设计报告 题目： 可预置计数器 照片 照片 专业班级： 姓名： 学号： 教师评阅意见： 成绩 评审日期 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 一、设计要求与课题描述 1 二、课题背景与发展历史 2 三、原理分析与公式推导 2 四、实验方法及步骤 4 五、数据测量及结果分析 5 六、结论 5 摘要:计数是一种简单的基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉中的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能。计数器种中类繁多,在实际生活中被广泛应用各个领域，包括在工业生产方面、在数字方、交通信号灯控制方面、切纸机械定位和电梯定位调速等方面，是日常生活中不可或缺的一种电子部件。本设计是一个可预置计数范围的简单计数器。 关键词：计数器；测量；预置 设计要求与课题描述 设计一个可预置计数器，最大计数范围是09，采用一位LED数码管显示计数器，实际的计数范围可通过开关输入预置，当计数达到预置值时停止计数。计数器同时具有复位清零的功能。 1、电路功能描述，方案论证和比较。 2、设计并绘制出电路图，仿真检验可行性。 2、根据仿真的电路图完成实物电路制作并调试。 3、完成课程设计报告。 两人一组分工合作完成，需要完成方案论证与确认，电路设计及仿真，做板焊板及调试， 课程设计报告等工作。第十七周提交实物电路及课程告，并现场测试。 二、课题背景与发展历史 巩固和加深在模拟电子技术基础和数字电子技术基础课程中所学的理论知识和实训技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,并通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解，使学生掌握常用模拟、数字集成电路（计数器、译码器、编码器、比较器等）的应用。 三、原理分析与公式推导 整个计数器由计数部分和译码部分及显示输出部分构成，用到四个TTL芯片： 74LS161十六进制计数芯片、74LS138X2组成的4线16线译码器、74LS48七段数码管译码器。 74LS161由时钟CP，四个数据输入端P0~P3，清零/MR，使能CEP，CET，置数PE，数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.（TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET）构成，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。 图3-1 74ls161管脚图介绍 用两片3线-8线译码器74LS138构成4线-16线译码器的逻辑图如图3-2所示。利用74ls138（1）的控制端S1’、S2’与74LS138（2）的控制电路S1相连，接入四位输入D0、D1、D2、D3的最高为A3可以完成译码器的扩展。当D3=0时，74LS138（1）工作，74LS138（2）处于禁止状态，输出为高电平；而当D3=1时，74LS138（2）工作，74LS138（1）处于禁止状态。74LS138（1）输出为Y0’~ Y7’,74LS138（2）输出为Y8 ~ Y15。 图3-2 4线16线译码器 图3-3 Multisim仿真图 如图3-3，要实现预置功能，关键在于当计数值计到我们预期值时，要使计数芯片在下一个有效脉冲到来时清零。于是我们可以利用161芯片PE端的特点：当PE=1时不影响计数，当PE=0时，输出为QA=A,QB=B,QC=C,QD=D.所以我们预置A=B=C=D=0,则当PE=0时，实现我们想要的清零工作。那么问题来了，我们要如何确保当且仅当计数达到预期值时，PE返回值为0（即完成清零工作），而计数达到其他值时，PE返回值为1（即继续进行计数）。举个例子，如果我们希望计数范围为0-8，那么我们应该保证当计数芯片计数输出为0,1,2……7时，PE都为1，而当且仅当计数输出达到8时，PE=0。这便让我们想到译码器的工作原理可以满足我们的要求。我们将双138译码器的前10个输出（分别对应计数范围0~9）分别通过开关与PE端相连。如此，如果当我们希望预置计数范围为1时，拨通开关1，断开其他开关，此时PE就与1