99進(jìn)制加減手動自動計數(shù)器

1、才*畔令孑科技*學(xué)GUIIILIN UNIVERSITY OF ELECTRONIC TECHNOLOGY基礎(chǔ)工程設(shè)計（論文）說明目:M=99的十進(jìn)制加/減可逆計數(shù)器（系）：電子工程與自動化學(xué)院業(yè):測控技術(shù)與儀器學(xué)生姓名:學(xué) 號:1100820216指導(dǎo)教師:2013年9月13日桂林電子科技大學(xué)基礎(chǔ)工程設(shè)計論文 引言設(shè)計方案1.11.2手動方案自動方案實(shí)現(xiàn)方案2.12.22.32.42.52.6脈沖電路實(shí)現(xiàn)方案手動加減可逆計數(shù)方案自動加減可逆計數(shù)方案74LS192功能介紹譯碼電路及 LED數(shù)碼管畫出完整電路原理圖5678910制作電路板與調(diào)試113.13.1.13.23.2.1制作板子過程注意

2、事項(xiàng)調(diào)試步驟調(diào)試結(jié)果與分析111111114 基礎(chǔ)工程設(shè)計總結(jié)12謝辭13參考文獻(xiàn)14附錄15引言我們從數(shù)電的學(xué)習(xí)中可以知道，計數(shù)器是數(shù)電最基本也是最重要的知識。以74LS192為首的計數(shù)器電路單元也是很常見的電路。本次基礎(chǔ)工程設(shè)計的目的就是強(qiáng)化我們對計數(shù)器的 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，同時深化學(xué)習(xí)掌握利用 74LS192設(shè)計不同功能的計數(shù)器電路的能力。同時在本次 基礎(chǔ)工程設(shè)計中我們也掌握了 P roteus仿真軟件的使用，以及加減可逆計數(shù)器的設(shè)計和調(diào)試方 法。本次課題先是簡要說明了M=99進(jìn)制加減可逆計數(shù)器的基本原理和技術(shù)指標(biāo)。本次報告中，我將陳述自己的設(shè)計方案和思路，制作過程還有總結(jié)體會。功能指標(biāo)要求可以

3、實(shí)現(xiàn)0到99和99到0的加減計數(shù)方式，要求加減計數(shù)切換為手動和自動。即加 減計數(shù)可利用數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)加減自動轉(zhuǎn)換。主要元器件74LS00, 74LS20, NE555, 74LS76, 74LS192, 74LS48 及 LED 共陰數(shù)碼管數(shù)碼管。1設(shè)計方案信號源產(chǎn)生信號開關(guān)手動控制信號CPU 并給CPD提供高電平74LS192計數(shù)器譯碼電路 及LED數(shù) 碼管我設(shè)計的M=99進(jìn)制加減可逆計數(shù)器電路的主要方案如下表所示計數(shù)方式CPUCPD加法CLK1減法1CLK現(xiàn)在要解決這一問題可以通過手動控制或者用一個數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)加減可逆。1.1 手動方案用開關(guān)人為選擇控制脈沖和高電平的輸出開關(guān)手動控制

4、信號CPD 并給CPU提1.1 a供高電平從方案設(shè)計圖1.1a可以看出，我可以手動控制讓電路輸出 CLK給CPU且輸出高電平 給CPD讓其實(shí)現(xiàn)加法計數(shù)。也可以讓電路輸出 CLK給CPD而高電平給CPU讓其切換為減 法技術(shù)電路。自動方案用JK觸發(fā)器來組成一個數(shù)據(jù)選擇器，選擇控制脈沖和高電平的輸出1.2 a1.2 a我們可以看出當(dāng)計數(shù)器減法計數(shù)到00時，反饋信號通過反饋回路從方案設(shè)計圖到達(dá)JK觸發(fā)器，讓JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)跳變從而讓電路輸出 CLK給CPU且輸出高電平給CPD讓 其實(shí)現(xiàn)加法計數(shù)。而當(dāng)計數(shù)器加法計數(shù)到 99時，反饋信號通過反饋回路到達(dá) JK觸發(fā)器，讓 電路輸出CLK給CPD而高電平給CPU

5、讓其切換為減法技術(shù)電路。2實(shí)現(xiàn)方案2.1 脈沖電路實(shí)現(xiàn)方案2.1 a如圖2.1a所示脈沖信號發(fā)生器采用 NE555定時器組成的多諧振蕩電路來產(chǎn)生周期為1s的矩形脈沖信號，從而為計數(shù)器提供觸發(fā)信號。我們可以通過R1, R2, C1, C2來控制脈沖周期，而實(shí)際電路中我們可以通過調(diào)電位器R2來控制脈沖周期。有關(guān)參數(shù)及計算多諧振蕩器的振蕩周期計算公式：T=0.693* (R1+R2)*C1)各參數(shù)的值為：R1=100k，電位器R2=23k，C1=10uf。代入公式計算得T=1s手動加減可逆計數(shù)方案從圖2.2 a可以看出，要實(shí)現(xiàn)手動加法計數(shù)功能只要把單刀雙制開關(guān) S2和S3打下讓電 路輸出CLK給CP

6、U且輸出高電平給CPD即可實(shí)現(xiàn)加法計數(shù)功能。而要切換為減法計數(shù)功能 也只需要打下S1和S4讓電路輸出CLK給CPD而高電平給CPU即可從加法計數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為 減法計數(shù)狀態(tài)。vccCPUC?D,.l3,SAV-S?DT7e,SV-S?DTASW-SPDT2.2 a自動加減可逆計數(shù)方案VCIZaiJs-12TlOCiViULLo?4LsoeTRIGDE1；,?REJQCLXQ%410UlE| 7JLS?6QKtUlACldtz匕THRECIcUJA HL計&CLETO2.3a上圖是利用JK觸發(fā)器的制0和制1的功能來做一個數(shù)據(jù)選擇器，上圖中用了 3個JK觸發(fā)器組成一個數(shù)據(jù)選擇器。此部分是加減自動可逆功

7、能的主要原理和主要元器件，用兩片74LS76即可實(shí)現(xiàn)上述功能。ULBr VPLDMUP U J tflcj aULS4S+L519；74LS48是BCD-7譯碼器，其輸出是OC們輸出且高電平有效，專用于驅(qū)動 LED七段共 陰極顯示數(shù)碼管。其功能是把輸入的 8421碼譯成七段碼abcdefg，再由數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù) 字。74LS48的3、4、5管腳都要接高電平是為了讓其工作在譯碼顯示狀態(tài)。2.6畫出完整電路原理圖H!卄討i 二 eL zaTZJGn ?GIMT30.E：EJtttri -1 r；*4 ;-Xi.1 鼬二“4 4右id e丨.丨:L EL-LL丄niA J.cT-iJ-ErCLX

8、:zfz TgISNMl.11 -SJT-F -Kgtil ,?4IK2.6apcb并布局布線，開始圖2.6a是我的完整的電路原理圖，設(shè)計好了原理圖后我將導(dǎo)入 制作板子。3制作電路板與調(diào)試3.1制作板子過程設(shè)計好原理圖m修改封裝m導(dǎo)入 PCbff 布局布線m打印 pcb圖紙 -印制銅板fff 腐蝕銅板fff鉆孔fff焊接元器件fff測試與調(diào)試fff尋找錯 誤fff修改更正3.1.1注意事項(xiàng)學(xué)校發(fā)的板子僅為15*10，所以元器件盡可能布在這個范圍內(nèi)以節(jié)省板子。我設(shè)置的線 寬為0.8mm，安全距離為0.8mm，過孔外徑為1.5mm內(nèi)徑為0.7mm，焊盤外徑為2mm，內(nèi) 徑為0.7mm。在調(diào)試過程中

9、應(yīng)該分各個模塊來調(diào)，發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。調(diào)試步驟仔細(xì)檢查電路確認(rèn)焊接無誤且導(dǎo)線連接正確后才可接通電源。在VCC和GND端接入5V的電壓，看看數(shù)碼管是否能正常顯示并且計數(shù)。若不計數(shù)應(yīng)1.3.22.分析原因，并修改錯誤。3. 若數(shù)碼管顯示的數(shù)字能正常跳動，則可以進(jìn)一步測試，看看其他功能是否符合要求。3.2 調(diào)試結(jié)果與分析接入電壓時，數(shù)碼管正常顯示，但是計數(shù)方式為加2計數(shù)，也就是說亂跳了。我經(jīng)過分析認(rèn)為是555的脈沖有問題，所以到實(shí)驗(yàn)室用示波器觀察并調(diào)了555的脈沖。我觀察到555的脈沖波形為三角波而不是理論的矩形脈沖波。但我經(jīng)過實(shí)驗(yàn)以及問過老師了解，只要有高低電 平的跳變，計數(shù)器就可以計數(shù)。所以這

10、一問題得到解決。再接入電壓時，數(shù)碼管能正常顯示并且正常計數(shù)。說明原理圖沒有問題，焊接也沒有問題。 進(jìn)一步觀察到手動加減的功能完全可以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)打開自動加減功能時，其自動加減功能不能實(shí)現(xiàn)，也就是說不能實(shí)現(xiàn)從加法自動切換為減 法而減法也不能自動切換為加法。經(jīng)過用萬用表來檢測和分析我人為是數(shù)據(jù)選擇器的問題， 換過芯片后，可以實(shí)現(xiàn)自動加減的功能了。4基礎(chǔ)工程設(shè)計總結(jié)基礎(chǔ)工程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識來設(shè)計一個作品。其目的是鍛煉我們發(fā)現(xiàn)問 題、分析問題并解決問題能力，主要是鍛煉我們的綜合實(shí)踐能力。是對學(xué)生實(shí)際工作能力的 具體訓(xùn)練和考察過程。通過這次的課設(shè)我學(xué)到了書本上面沒有的知識，并自己發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)

11、際問題，鍛煉了自己解決問題的能力并鞏固了所學(xué)的知識。這次課設(shè)讓我真正的設(shè)計一個實(shí) 際的作品，我有機(jī)會遇到實(shí)際的問題對我來說是一次很好的學(xué)習(xí)機(jī)會。制作作品的過程中，我遇到了計數(shù)器計數(shù)方式為加 2的問題，還有加減不能自動轉(zhuǎn)換的 問題。我自己分析并用示波器調(diào)了 555的脈沖周期。更換了 74LS76的芯片，終于能實(shí)現(xiàn)功 能了?？墒球?yàn)收那天有來 問題了，加減又不能自動轉(zhuǎn)換了。我想又是數(shù)據(jù)選擇器有問題了， 可是已經(jīng)沒辦法了壞掉了。這次的課設(shè)讓我知道光學(xué)好理論知識是沒有用的，要通過實(shí)踐來把理論知識運(yùn)用到實(shí)際 中去才是真正學(xué)到了知識。在課設(shè)過程中，不斷有新的問題出現(xiàn)，這時候要自己動手動腦去 解決實(shí)際的問題強(qiáng)

12、化了我的自學(xué)能力和動手能力，積累了大量有用的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)。我人為做課設(shè)應(yīng)該時刻保持積極的心態(tài)， 從容應(yīng)對問題。不能去抄襲別人的方案和思路， 要冷靜的思考，獨(dú)立完成設(shè)計。要設(shè)計的人性化一點(diǎn)，這樣有利與調(diào)試和修改。總之這段時 間的課設(shè)我收獲了很多，看到自己做出了一個成功的作品，心里特別興奮。覺得付出的勞動 有了回報。這次課設(shè)的圓滿完成，我要感謝我的指導(dǎo)老師黃源老師，他給了我很大的幫助。同時還 要感謝教授給我知識的所有老師，是他們的悉心教導(dǎo)讓我積累了一定的專業(yè)知識，來完成這 次的課設(shè)。同時還要感謝我們班的同學(xué)特別是科協(xié)的同學(xué)， 他們分享了很多我都沒有的經(jīng)驗(yàn), 讓我少走很多彎路。同時感謝學(xué)校給我這次課設(shè)的機(jī)會，以及這么好的環(huán)境。我為我能在這 么好的學(xué)校念書而感到驕傲。同時再次感謝我的家人，我的老師，我的朋友，我的同學(xué)，謝 謝！參考文獻(xiàn)閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).華大學(xué)出版社，第五版，160312.周魏和黃雄華.數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)，2007年版，41101.桂林電子科技大學(xué)基礎(chǔ)工程設(shè)計論文附錄我為了布局布線和調(diào)試方便，故將電路分為兩個模塊來制作桂林電子科技大學(xué)基礎(chǔ)工程設(shè)計論文 ILvcc.y真：Kb：LOXiMis召戶pF心占tp EDit蟲嚴(yán)HbYADi：P fl S