三位十進制計數器

1、長沙學院數電課程設計說明書題目三位十進制計數器 （系部）電子與通信工程系 專業(yè)（班光電信息工 程專業(yè)一班級）姓名*指*教師導期起止 06.11 -06.15日010級光電信息工程專業(yè)課程設計任務書（課題）學生姓名同組者指導教師課題名稱三位十進制計數器的設計設 計 要 求 及 設 計 參 數1、設計一個能計0 999的三位十進制計數器。2、要求用數碼管顯示?；静糠郑涸O計制作一個能顯示三位的十進制計數器，熟悉計數器的基本原理，電路的連線要求采用直線連 接和總線連接兩種方式，補充完成LED顯示條對應的真值表，并完成直流電源 5V的設計。發(fā) 揮部分：舉例說明所設計的三位十進制計數器適用于什么場合，設

2、計增加一位（顯示4位）的計數器.設 計 工 作 量一周：1、查找資料，根據要求的格式并結合所查資料寫出理論設計方案的全過程，實驗操作 的步驟、數據以及結論。2、學習使用 MultiSim9 軟件，利用 MultiSim9 畫岀原理圖并進行仿真。3、學習使用Protel軟件，利用Protel結合原理圖完成 PCB板設計制作。進 度 安 排起止日期工作內容備注系（部）：電子與通信工程系專業(yè)：光電信息工程天第1課題介紹，答疑，收集材料，設計方案論 證第2天系統(tǒng)設計第3天系統(tǒng)設計及仿真第4天系統(tǒng)設計及仿真第5天系統(tǒng)驗收，編寫設計說明書主 要 參 考 資 料1、康華光。電子技術基礎數字部分（第五版）2、

3、楊欣、王玉鳳、劉湘黔。電路設計與仿真基于 Multisim9與protel99 3、標準集成電路數據手冊TTL電路指導教師簽名日年月系（部）主管 領導意見年月日答辯評委 老師月日年教研室意見月年日長沙學院課程設計鑒定表姓名陽怡飛學號2010041127專業(yè)光電信息班級一設計題目三位十進制計數器指導教師龍英指導教師意見：評定等級：教師簽名：日期：答辯小組意見：評定等級：答辯小組長簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名：日期：系（部）意見：系主任簽名：日期：說明課程設計成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四類；目 錄一. 課程設計的目的 6二. 課程設計課題6三. 課程設計內容四、設計步

4、驟： 7五設計要點： 7六設計原理： 81. 部分器件介紹 ： 82. +5V 直流電源工作原理： 133. 三位十進制計數器工作原理： 13七：電路仿真 141. M仿真圖14ULTISIM2.P 原理圖：16ROTEL3.PCB 板： 18八：心得體會 19九：參考文獻 三位十進制計數器的設計摘要本次課程設計的課題是三位十進制計數器， 就設計所選用的器材而言， 主要用到了 3個 74LS192 ，3個CD4511 , 3個七段數碼管，1個555芯片以及一些電阻和電容。74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數器， 這使得設計本身簡單了許多。 設計中采用 555 芯片制成一脈沖發(fā)生器， 為電

5、路 提供連續(xù)脈沖。CD4511是7段數碼管譯碼器， 將74LS192的輸岀信號譯碼成數碼管可識別的信 號。然后 Multisim 仿真軟件測試和分析電路性能，并用 protel 軟件繪制原理圖，設計 pcb 板，本 次設計的計數器是三位十進制加計數器，由上升沿觸發(fā)，通過CO 輸岀與其他的芯片級聯(lián)。達到進位輸岀！另外，本設計要求自己設計一個直流 +5v 電源，故用到了 LM7805 ，以及變壓器和整 流橋堆！關鍵詞：三位十進制計數器，74LS192芯片，555芯片，脈沖發(fā)生器，加計數器，上升沿觸發(fā)，+5v直流電源， Multisim 仿真， Protel 原理圖， PCB 板。一課程設計的目的1

6、. 激發(fā)學生的學習熱情，最大限度的發(fā)揮學生的潛能。2. 對所學過的知識進行強化加深，了解設計一般數電產品的基本程序，方法及過程。3. 掌握相關元器件的應用。4. 培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力，獨立自主能力，以及和同學之間的學術交流能力！二課程設計課題三位十進制計數器三課程設計內容1. 設計一個能計 0999 的三位十進制計數器。2. 要求用數碼管顯示。基本部分： 設計制作一個能顯示三位的十進制計數器， 熟悉計數器的基本原理， 電路的連線要求采用直線連接和總線連接兩種方式，補充完成LED顯示條對應的真值表，并完成直流電源5V的設計。3. 發(fā)揮部分：舉例說明所設計的三位十進制計數器適用于什么場合，設計增加

7、一位（顯示4 位）的計數器.或者增加清0功能和校準功能。4. 內容要求： 目錄、摘要 、關鍵詞、設計方案、性能測試與分析、 Multisim 仿真、 Protel 繪制 原理圖、PCB版圖、心得體會（設計方案、參數計算、相關軟件的使用、電路仿真遇到的問題及解決辦法）；參考文獻：主要參考資料、書籍、相關網站等；四、設計步驟：1、 理論設計：網絡、圖書館查找資料軟件應用：學習 MultiSim 軟件的操作并完成系統(tǒng)原理圖 的繪制并要求仿真通過；2、在 MultiSim 環(huán)境下，檢測各課題的電路參數、波形；以備完成課程設計說明書；3、 學習Protel軟件的操作并完成 SCH原理圖的繪制以及PCB版

8、圖設計（選做）；五設計要點：對設計器件的了解及選取， 1.2. 連續(xù)脈沖信號源的設計3. +5v 直流電源設計4. 計數器原理的了解六.設計原理：1.部分器件介紹：74LS19274LS192同步可逆遞增/遞減BCD計數器6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站 -基本知識-原理-維修-作用-參數-電子元器件符號-各種圖紙74LS193同步可逆遞增/遞減四位二進制計數器6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作用-參數-電子元器件符號-各種圖紙?zhí)攸c：電路可進行反饋，而很容易的被級聯(lián)。即把借位輸岀端和進位輸岀端分別反饋到后級計數器的減計

9、數輸入端和加計數輸入端上即可。6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作用-參數-電子元器件符號-各種圖紙芯片內部有級聯(lián)電路6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作用 參數-電子元器件符號-各種圖紙同步操作6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作用- 參數-電子元器件符號-各種圖紙每觸發(fā)器有單獨的預置端6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作用-參數-電子元器件符號-各種圖紙完全獨立的清零輸入端 6NJ838電子-技術資料

10、-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原 理-維修-作用-參數-電子元器件符號-各種圖紙真值表（表（1）: 6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知 各種圖紙-電 子元器件符號-參數-作用-維修-原理-識.圖（1）MR PL CPU CPD MODE 工作模式H X X X Reset （Asyn.）清除L L X X Preset （Asyn.）預置L H H H No Change 保持L H ? HCount Up加計數.圖（2）L H H f Count DowN 減計數6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作

11、用-參數-電子元 器件符號-各種圖紙6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖-技術應用網站-基本知識-原理-維修-作用-參數-電子元 器件符號-各種圖紙由“低高”電平的躍變=?不定（高或低電平）X=低電平L=高電平H=參數-維修-作用-技術應用網站-基本知識-原理-6NJ838電子-技術資料-電子元件-電路圖 各種圖 紙-電子元器件符號-原-基本知識-電子元件-電路圖-技術應用網站 6NJ838引腳功能表：電子-技術資料 電子元器件 符號-各種圖紙-作用-參數-維修理-計數芯片時鐘脈沖輸入CPU倒計時時鐘脈沖輸入CPD異步主復位（清除）輸入 MR異步并行負載（低電平）輸入 PL電子Pn并行

12、數據輸入838觸發(fā)器輸岀（附注 b ） Qn終端倒計時（借）輸岀（注 b ） TCD終端數最多輸岀 TCU）表（iCD4511七段碼譯碼器，特 BCD碼一D4511是一個用于驅動共陰極LED （數碼管）顯示器的C電路能提供較大的轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS點：具有BCD拉電流?？芍苯域寗覮ED顯示器。CD4511是一片 CMOS BCD 鎖存/7段譯碼/驅動器，弓I腳排列如圖2所示。其中a b c d為BCD碼輸入，a為最低位。LT為燈測試端，加高電平時，顯示器正常顯示，加低電平時，顯示 器一直顯示數.碼“ 8”，各筆段都被點亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，

13、低電平時使所有筆段均消隱，正常顯示時， B1端應加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點，當輸入數據越過十 進制數是鎖存控制 LE時，顯示字形也自行消隱。 9（1001）.端，高電平時鎖存，低電平時傳輸數據。ag是7段輸岀，可驅動共陰 LED數碼管。另外，CD4511顯示數“ 6”時，a段消隱；顯示數“ 9”時，d段消隱，所以顯示 6、9這兩個數時， 字形不太美觀 圖3是CD4511和CD4518配合而成一位計數顯示電路，若要多位計數，只需將 計數器級聯(lián)，每級輸岀接一只CD4511和LED數碼管即可。所謂共陰LED數碼管是指 7段LED的陰極是連在一起的， 在應用中應接 地。限流電阻要根據

14、電源電壓來選取，電源電壓5V時可使用300 Q的限流電阻。如圖（3）,。555概述是美國Signetics公司1972年研制的用于取代機械式定時器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設計有三個5k Q的電阻而得名。此電路后來竟風靡世界。目前，流行的產品主要有4個：BJT兩個：555 , 556 （含有兩個 555 ） ; CMOS 兩個：7555 , 7556 （含有兩個 7555 ）。555定時器可以說是模擬電路與數字電路結合的典范。兩個比較器C1和C2各有一個輸入端連接到三個電阻R組成的分壓器上，比較器的輸岀接到 RS觸發(fā)器上。此外還有輸岀級和放電管。輸岀級的驅動電流可達200mA比較器C1和C2的

15、參考電壓分別為 UA和UB,根據C1和C2的另一個輸入端一一觸發(fā)輸入和閾值 輸入，可判斷岀 RS觸發(fā)器的輸岀狀態(tài)。當復位端為低電平時，RS觸發(fā)器被強制復位。若無需復位操作，復位端應接高電平。555 定時器是一種模擬和數字功能相結合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器 556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V16V 工作，7555可在318V工作，輸岀驅動電流約為 200mA，因而其輸岀可與 TTL > CMOS或者模擬電路電平兼容。555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電

16、容，就可以實現多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及 施密特觸發(fā)器等脈沖產生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555定時器的內部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖2.9.1 和圖所示。它內部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個RS觸發(fā)器，一個放電管T及功率輸岀級。它提供兩個基準電壓VCC /3和2VCC /3 555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸岀電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器A1的反相輸入端的電壓為2VCC /3，A2的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR的電壓小于

17、VCC /3，則比較器 A2的輸岀為1，可使RS觸發(fā)器置1，使輸岀端OUT=1。如果閾值輸入端 TH的電壓大于2VCC/3，同時TR端的電壓大于 VCC /3，則A1的輸岀為1，A2的輸岀為0 ,可將RS觸發(fā)器置0，使輸岀為0電平。555的內部結構可等效成 23個晶體三極管.17個電阻.兩個二極管.組成了比較.電阻構成了一個 電阻分壓器5k特別是由三只精度較高.等多組單元電路.觸發(fā)器.RS器.555.所以稱之為為上.下比較器提供基準電壓.cmos工藝制造555屬于4 ） 555引腳圖介紹如下（如圖（.，5控制電壓，6門限（閾值）地1 GND, 2觸發(fā)3輸岀，4復位，Vcc7放電，8電源電壓）4

18、圖（LM7805用Im78/lm79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的Im78或Im79后面的數字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸岀電壓，如Im7806表示輸岀電壓為正 6V，Im7909表示輸岀電壓為負 9V。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經常采用。在實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。當制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大

19、輸岀電流為 N個1.5A，但應用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、 同一批號的產品， 以保證參數的一致。 另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。在Im78 * 、Im79 *系列三端穩(wěn)壓器中最常應用的是TO-220和TO-202兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、弓I腳功能如附圖所示。圖中的引腳號標注方法是按照引腳電位從高到底的順序標注的。這樣標注便于記憶。引腳為最高電位，腳為最低電位，腳居中。從圖中可以看岀，不論正壓還是負壓， 腳均為輸岀端。 對于Im78*正壓系列，輸入是最高電位，自然是腳，地端為最低電位，即腳，如附圖所示。對

20、與Im79*負壓系列，輸入為最低電位，自然是腳，而地端為最高電位，即腳，如附圖所 示。2011年11月28日更正：7805引腳正確的順序：1腳接輸入，2腳接地，3腳接輸岀直流電源工作原理：2.+5V 、直流穩(wěn)壓電源的工作原理工頻交流電轉換成穩(wěn)壓輸岀的直 流電壓的裝置，它直流穩(wěn)壓電源是一種將220V7 ）需要經過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。圖（5 ）圖（四個環(huán)節(jié)的工作原理如下:交流電壓變換成符合需要的交流它將電網220V （1）電源變壓器：是降壓變壓器，電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。再經濾波電變換成脈動的直流電壓。整流電路將交流電壓（2）整流濾波電路：Ui

21、。常用的整流濾波電路有全波整 U1路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓流濾波、橋式整流濾波等。濾波電路：可以將整流電路輸岀電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得（3）為輸入交流信為整流濾波電路的等效（4）常用常用的集 伏可調，一37 （ LM317）號TT/2，或中=（C滿足RL-C35）到比較平滑的直流電壓各濾波電容 負載電阻。周期，RL穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網電壓和 成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調式三端穩(wěn)壓器。負載的變化而變化系列，它們的輸岀電壓從 1.25V可調式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317過熱和安全工最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內有過渡、組成R2R11.5A。其典型電路如下圖，其中電阻與電位器作區(qū)保護，最大輸岀電流為120 一般?。┦街?R11.25（ 1 + R2/R1二輸岀電壓調節(jié)器，輸岀電壓 Uo的表達式為：Uo 240歐姆，輸岀端與調整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準電壓-三位十進制計數器工作原理： 3. ，計數邏輯電路 計數是一種最簡單基本的運算，計數器 就是實現這種運算的器在數字系統(tǒng)中主要是對脈沖的個數進行計數，以實現測量、 計數和控制的功能， 同時兼有分頻功能， 計數器是由基本的計數單元和一些控制門所組成，計數單元則由一系列具有存儲信