千進(jìn)制計(jì)數(shù)器

1、摘 要本千進(jìn)制計(jì)數(shù)系統(tǒng)采用中小規(guī)模的74LS系列（雙列直插式）組件實(shí)現(xiàn)所選定的電路, 由秒脈沖發(fā)生器（采用555構(gòu)成的多諧振蕩器）“個(gè)位十位百位”計(jì)數(shù)器（采用十進(jìn)制74LS90）譯碼器（采用74LS48）及顯示器（采用共陰極七段數(shù)碼管配合顯示譯碼器74LS48來顯示計(jì)數(shù)器輸出的數(shù)字）組成。然后用電路仿真軟件 Multisim 繪制出千進(jìn)制計(jì)數(shù)的完整電路圖，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證它的工作狀態(tài)是否正常,以實(shí)現(xiàn)要求的功能電路。最后由 Altium 軟件繪制出完整原理圖并生成PCB板。關(guān)鍵字千進(jìn)制計(jì)數(shù) 秒脈沖發(fā)生器 Multisim軟件 Altium軟件 PCBI目 錄1設(shè)計(jì)要求12設(shè)計(jì)思路及原理12.1設(shè)計(jì)

2、原理及思路12.2組成電路12.2.1秒脈沖發(fā)生器12.2.2計(jì)數(shù)器22.2.3譯碼器及數(shù)碼顯示22.3仿真原理圖33PCB設(shè)計(jì)33.1PCB設(shè)計(jì)流程33.2電路設(shè)計(jì)43.3原理圖設(shè)計(jì)43.4PCB板設(shè)計(jì)54總結(jié)64.1問題及解決方法64.2設(shè)計(jì)總結(jié)6參考文獻(xiàn)6II1設(shè)計(jì)要求用集成計(jì)數(shù)器或集成觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)范圍為0999的計(jì)數(shù)器，可以是加（逢十進(jìn)一），也可以為減（借一為十）。脈沖信號為555定時(shí)器生成的秒脈沖發(fā)生器。2設(shè)計(jì)思路及原理2.1設(shè)計(jì)原理及思路計(jì)數(shù)系統(tǒng)由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼顯示組成。由555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖信號，并輸出到計(jì)數(shù)器（74LS90）的腳INA脈沖輸

3、入端，進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后向譯碼器（74LS48）輸出編碼，最后由譯碼器進(jìn)行譯碼之后，讓共陰極數(shù)碼管顯示正確的數(shù)字。組成框圖如下：原理圖方框圖（圖2-1）秒脈沖發(fā)生器圖2-1 原理框圖個(gè)位計(jì)數(shù)器個(gè)位譯碼器數(shù)碼顯示數(shù)碼顯示數(shù)碼顯示十位譯碼器百位譯碼器十位計(jì)數(shù)器百位計(jì)數(shù)器2.2組成電路2.2.1秒脈沖發(fā)生器以555定時(shí)器接外接電路形成多諧振蕩器，輸出頻率為的脈沖信號，用作計(jì)數(shù)器（74LS90）的脈沖信號。由脈沖頻率公式：要使，可選擇。圖2-2555形成電路圖2-2：、2.2.2計(jì)數(shù)器本電路采用74LS90計(jì)數(shù)器構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)。74LS90 構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)辦法是將QA 輸出接到INB 輸入端，并把輸入計(jì)數(shù)

4、脈沖加到INA 輸入端，此時(shí)輸出的就為十進(jìn)制。形成電路圖2-3：圖2-374LS90注：74LS90是非同步二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制計(jì)數(shù)加法器，有可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。2.2.3譯碼器及數(shù)碼顯示本電路采用74LS48作為譯碼器、七段數(shù)碼顯示管。圖2-4數(shù)碼顯示注：74LS48驅(qū)動的是共陰極數(shù)碼管。圖2-5仿真原理圖2.3仿真原理圖3PCB設(shè)計(jì)3.1PCB設(shè)計(jì)流程圖3-1 PCB流程設(shè)計(jì)PCB板設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)構(gòu)思原理圖設(shè)計(jì)3.2電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路與仿真電路設(shè)計(jì)思路相同。3.3原理圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PCB原理圖時(shí)，在Altai Designer軟件中新建一個(gè)PCB工程，并創(chuàng)建一個(gè)S

5、ch文檔以繪制原理圖，在各個(gè)PCB庫中找到相應(yīng)的元器件，放置完元件并擺放整齊，并與仿真原理圖連線相同，以便原理圖設(shè)計(jì)工作準(zhǔn)確無誤。圖3-2放置元件圖3-3元件標(biāo)號用導(dǎo)線將各元件連接并對元件進(jìn)行標(biāo)號。圖3-4原理圖繪制好原理圖之后，進(jìn)行電氣檢查如有錯誤、警告，會彈出message顯示框雙擊錯誤鏈接，反復(fù)編譯修改，直至沒有錯誤。并檢查各元件是否有封裝。若有的元件缺少封裝，可用類似的封裝代替，也可自己畫封裝。最后創(chuàng)建一個(gè)新的PCB文檔。3.4PCB板設(shè)計(jì)將之前繪制好的原理圖更新到PCB板設(shè)計(jì)中，并擺放整齊。設(shè)置布線規(guī)則兩個(gè)元件之間最小安全距離為10mil、電源(VCC)為30mil、接地(GND)為

6、30mil，其他的均為10mil更改優(yōu)先權(quán)。在禁止布線層(keep-out layer)繪制合適的矩形方框，在工具欄設(shè)計(jì)中的板子形狀子檔下進(jìn)行按照對象定義，為了布線美觀和連接嚴(yán)密故選用自動布線并添加滴淚。圖3-5 PCB板設(shè)計(jì)圖4總結(jié)4.1問題及解決方法l 開始仿真數(shù)碼顯示不正常，無法清零。解決：將R0其中一個(gè)引腳接至單刀雙擲開關(guān)，設(shè)置總控清零端，開始仿真時(shí)清零，從000開始工作。l PCB庫內(nèi)沒有74LS系列元件，無法完成原理圖繪制。解決：通過查閱書籍、自行繪制、網(wǎng)絡(luò)下載找到了74LS系列，完成了原理圖的繪制。l PCB板生成時(shí)有的元件無法顯示。解決：經(jīng)過檢查一些元件沒有自己的封裝，因此在PCB中無法顯示，用類似的封裝代替在PCB板中方能顯示所有元件。4.2設(shè)計(jì)總結(jié)不同的電路可以實(shí)現(xiàn)同樣的