成品計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)報(bào)告

1、16實(shí)驗(yàn)報(bào)告2013至 2014學(xué)年度第1學(xué)期課程名稱(chēng)： 數(shù)字電子課程設(shè)計(jì) 系 別： 電氣工程系 班 級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化二班 學(xué) 號(hào)： 1109141117 姓 名： 呂輝 指導(dǎo)教師： 王開(kāi)全 16實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)設(shè)計(jì)成品計(jì)數(shù)電路實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)一周實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)個(gè)人電腦一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握多位數(shù)字顯示系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)、調(diào)試方法；1、 掌握相關(guān)集成電路的工作原理及使用方法；2、 理解集成電路的兼容性和接口電路的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求將自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上流過(guò)的成品轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)送給成品計(jì)數(shù)電路后可對(duì)成品的數(shù)量進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)。具體要求如下：1、 成品計(jì)數(shù)電路的輸入為一路脈沖信號(hào)，脈沖當(dāng)量為1，即每輸入一個(gè)脈沖，

2、顯示的數(shù)值增1。2、 顯示系統(tǒng)以十進(jìn)制格式顯示成品數(shù)量，最大容量為四位十進(jìn)制數(shù)，并具有滅零功能，即無(wú)效零不得顯示。3、 成品計(jì)數(shù)電路采用異步清零方式。4、 計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管等集成電路必須選型，如果所選集成電路輸出電平不兼容(即集成電路類(lèi)型不同)，還必須設(shè)計(jì)接口電路。5、 畫(huà)出顯示系統(tǒng)的原理圖、設(shè)計(jì)方案的方框圖以用各集成電路的外引腳圖。6、 設(shè)計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和整形電路。7、 寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。8、 也可選擇其它課題。摘 要計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單基本的運(yùn)算，計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算的邏輯電路，計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能，計(jì)數(shù)器是由基本的

3、計(jì)數(shù)單元和一些控制門(mén)所組成，計(jì)數(shù)單元?jiǎng)t由一系列具有存儲(chǔ)信息功能的各類(lèi)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(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子計(jì)算機(jī)的控制器中對(duì)指令地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便順序取出下一條指令，在運(yùn)算器中作乘法、除法運(yùn)算時(shí)記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)等等.計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能，計(jì)數(shù)器是由基本的計(jì)數(shù)單元和一些控制門(mén)所組成，計(jì)數(shù)單元?jiǎng)t由一系列具有存儲(chǔ)信息功能的各類(lèi)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(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子

4、計(jì)算機(jī)的控制器中對(duì)指令地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便順序取出下一條指令，在運(yùn)算器中作乘法、除法運(yùn)算時(shí)記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)等等。計(jì)數(shù)器可以用來(lái)顯示產(chǎn)品的工作狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)主要是用來(lái)表示產(chǎn)品已經(jīng)完成了多少份的折頁(yè)配頁(yè)工作。它主要的指標(biāo)在于計(jì)數(shù)器的位數(shù)，常見(jiàn)的有3位和4位的。很顯然，3位數(shù)的計(jì)數(shù)器最大可以顯示到999，4位數(shù)的最大可以顯示到9999。狹義的計(jì)數(shù)器是指一些常用計(jì)時(shí)器，例如體育比賽中測(cè)試時(shí)間的計(jì)時(shí)器等，但本詞條所要介紹的并不是這種計(jì)時(shí)器，要介紹的是應(yīng)用更為廣泛的時(shí)序邏輯電路中的計(jì)數(shù)器。關(guān)鍵字 ：光敏三極管、 計(jì)數(shù)器、 譯碼器、 數(shù)碼顯示器目 錄摘 要3具體電路實(shí)現(xiàn)51.

5、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路62. 脈沖整形電路63. 計(jì)數(shù)器鏈接電路74. 譯碼環(huán)節(jié)95. 顯示環(huán)節(jié)9總電路圖10心得體會(huì)11參考文獻(xiàn)11元器件清單12設(shè)計(jì)框圖脈沖產(chǎn)生根據(jù)三極管的光學(xué)特性采集信息利用555時(shí)基電路組成整型電路脈沖整形使用74LS162構(gòu)成計(jì)數(shù)環(huán)節(jié)計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行譯碼譯碼器數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼顯示器三、具體電路實(shí)現(xiàn)1. 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路本設(shè)計(jì)的信號(hào)采集環(huán)節(jié)使用光敏三極管來(lái)完成。在生產(chǎn)線(xiàn)的兩側(cè)分別放置光源和光敏三極管，當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)時(shí)讓產(chǎn)品遮住光源，這樣就能是光敏三極管的工作狀態(tài)改變，當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)時(shí)為無(wú)光狀態(tài)，輸出為高電平；無(wú)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)時(shí)為感光狀態(tài)輸出為低電平。具體電路如下圖1： 圖1 圖2圖2為所用光敏

6、三極管3DU5C的技術(shù)參數(shù)，其中配值電阻的參數(shù)計(jì)算如下：設(shè)輸出的低電平0.4V，電源電壓Vcc=6V。則： R=18672k2. 脈沖整形電路本設(shè)計(jì)的脈沖整形電路采用由555時(shí)基電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器。電路如圖3所示：圖3圖4圖4為555時(shí)基電路引腳圖。圖5為施密特觸發(fā)器的輸入與輸出的波形圖。可以看出施密特觸發(fā)器可以將正弦波轉(zhuǎn)換為電平脈沖，同理可以將幅值達(dá)到一定值的不規(guī)則波形轉(zhuǎn)換規(guī)則的脈沖波形。輸出輸入圖53. 計(jì)數(shù)器鏈接電路根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要是計(jì)數(shù)器的技術(shù)范圍為09999，可以用四片模十計(jì)數(shù)器組成，也可用四片模十六計(jì)數(shù)器變換而成，本設(shè)計(jì)使用四片模十六74LS161計(jì)數(shù)器變換構(gòu)成。74LS161

7、計(jì)數(shù)器為中規(guī)模集成的4為同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器為二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)，同步預(yù)置數(shù)、異步清零。這里使用該芯片的異步清零功能，采用反饋置零法將其變換為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。電路如圖6所示：四片計(jì)數(shù)器的連接方式有串行進(jìn)位和并行進(jìn)位兩種方式，這里我們選用串行進(jìn)位，如圖7所示：圖6圖74. 譯碼環(huán)節(jié)講數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，要將其顯示出來(lái)必須先對(duì)其譯碼，轉(zhuǎn)換成顯示器能識(shí)別的數(shù)碼，這就要用到譯碼器，這里選用的是BCD-七段顯示譯碼器7448。他可以將由計(jì)數(shù)器輸出的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成顯示器能識(shí)別的代碼。根據(jù)要求，數(shù)碼顯示器的無(wú)效零滅零，則四片譯碼器的接法如圖8所示：圖85.顯示環(huán)節(jié)數(shù)值經(jīng)譯碼器譯碼后，就可送至顯示器顯示，這里選

8、用的是BS201。BS201為共陰極顯示管，帶小數(shù)點(diǎn)D.P。圖9為其外形圖和等效電路。圖9總電路圖圖10心得體會(huì)本周我們進(jìn)行了數(shù)電電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)字電子電路有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，體會(huì)到數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)的不易，加深了對(duì)這門(mén)課的理解。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)中，遇到過(guò)不少的困難，但是，通過(guò)網(wǎng)上查找相關(guān)資料，及參考書(shū)本，得到了意想不到的結(jié)果。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。實(shí)踐能更好的檢驗(yàn)理論的正確與否，實(shí)踐能更好的幫助我們探求自身的不足，實(shí)踐能更好的鞏固我們的知識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我們表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和老師表示忠心的感謝參考文獻(xiàn)1、數(shù)字電路閻石主編. 高等教育出版社 第四版 1999。2、集成電路手冊(cè)3、新標(biāo)準(zhǔn)電氣識(shí)圖王晉生、楊元峰主編。元器件清單74LS04×274LS20×274LS161×47