可預(yù)置計(jì)數(shù)器報(bào)告

數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步

—可預(yù)置計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求任務(wù)：設(shè)計(jì)一個可預(yù)置計(jì)數(shù)器。要求：最大計(jì)數(shù)范圍是0?9，采用一位LED數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)值；實(shí)際計(jì)數(shù)范圍可通過開關(guān)輸入預(yù)置，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)置值時停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器同時具有復(fù)位清零的功能。二、 基本原理首先，從10位撥碼開關(guān)預(yù)置一個數(shù)（0—9）通過74LS148及其他門電路進(jìn)行編碼，設(shè)編碼后的4位二進(jìn)制為A3A2A1A0.然后通過74LS86和74LS32組成的比較器與計(jì)數(shù)器74LS390出來的4位二進(jìn)制B3B2B1B0進(jìn)行比較。若A3A2A1A0>B3B2B1BO,則比較器輸出為高電平即邏輯‘1'使得門控74LS00打開，此時允許計(jì)數(shù)單脈沖通過，計(jì)數(shù)器開始對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，且B3B2B1B0逐漸增大。當(dāng)B3B2B1B0=A3A2A1A0時，門控關(guān)閉，計(jì)數(shù)器不進(jìn)行計(jì)數(shù)，數(shù)碼管最終顯示剛開始輸入的數(shù)。整個工作過程中可隨時按復(fù)位鍵RESERT對計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。^三、方木:設(shè)^計(jì)設(shè)計(jì)基本思路：參考方案如圖1所示。計(jì)數(shù)脈沖控制信號數(shù)碼管譯碼驅(qū)動計(jì)數(shù)脈沖控制信號數(shù)碼管譯碼驅(qū)動■計(jì)數(shù)器復(fù)位f4位數(shù)值比較器編碼器預(yù)置開關(guān)0-9譯碼驅(qū)動、數(shù)碼管采用74LS48和數(shù)碼管顯示，計(jì)數(shù)器采用74LS390，4位數(shù)值比較器采用74LS86、74LS32完成，編碼器采用74LS148和門電路完成。預(yù)置開關(guān)可用10位撥碼開關(guān)，計(jì)數(shù)脈沖采用實(shí)驗(yàn)箱上的開關(guān)和單脈沖發(fā)生器。四、各單元電路設(shè)計(jì)電路采用不同功能的模塊分塊來做，整個模塊大體可分為三大分塊：編碼分塊、譯碼分塊、比較分塊。然后用排線將各個子模塊連接起來，各個部分的實(shí)現(xiàn)形式如下：、編碼分塊：編碼方案一：采用兩片74LS148

因?yàn)橐黄?4LS148只實(shí)現(xiàn)對（0-7）的編碼，而本電路要求要預(yù)置10個數(shù)。因此我們采用兩片74LS148對（0-9）進(jìn)行編碼。編碼部分原理圖4567012389/4LS148(0)4VCC5EO6GS7384567012389/4LS148(0)4VCC5EO6GS7382A21A10GNDAD士■23■478■6vcc■16—15 14 13 12 ■11 10 ■9 十-2■3■41AC21BC21Y2A2B2Y74LS00GNDVCC4B4A4Y3B3A3Y工——ft-—10—9-—8-74LS148(1),4VCC,5EO,6GS73,82,A21,A10GNDAD士■23■4■67X8廿109-?A3,A2,A1■A0編碼方案二：采用一片74LS148因?yàn)橐黄?4LS148只有（0-7）的編碼，我們可以在74LS148的輸入輸出端口加適當(dāng)?shù)倪壿嬮T進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)對8和9的譯碼?？深A(yù)置開關(guān)與編碼器還有門控合在一起做成一塊單獨(dú)的電路板，編碼選擇可以使用兩片74LS148，也可以使用一片74LS148就達(dá)到效果，比較發(fā)現(xiàn)使用一片148可以降低成本，故采用方案二門控電路使用與非門就可以達(dá)到所要實(shí)現(xiàn)的效果，剛好與編碼部分使用的門電路合在一起共用一片74LS00，其合在一起的電路原理圖如下：

2、比較分塊:比較部分使用74LS86和74LS32即可實(shí)現(xiàn)，將編碼部分編碼出的四位二進(jìn)制A3A2A1A0與74LS390計(jì)數(shù)輸出的四位二進(jìn)制B3B2B1B0對應(yīng)輸入74LS48異或門，然后輸出連到74LS32或門，反饋出最終結(jié)果到門控對門控進(jìn)行控制，其譯碼和計(jì)數(shù)部分合在一起做一塊電路板，用排針與其他模塊連接起來，由于只是十進(jìn)制，所以74LS390只使用一邊就可以了，74LS48是譯碼驅(qū)動，跟數(shù)碼

管連到一起，數(shù)碼管采用共陰數(shù)碼管。原理圖如下:1Rr,'2r15Tjb1t4Is-*-5Cli.O5iI；z8■6D15bpr|1(11Lr-HMDftJ.3QDGMD2QC1QD3QB1QCmmwhf1—■聞b叩7I11(5￥tDm5?—?25sEl■b亨HiL1134|1|b■~:4D3iIS眼IMP2clj6DLLi1JiJ站rAi—1II*0n—五、 測試與結(jié)果分析測試儀器：萬用表、直流穩(wěn)壓電源5V、連續(xù)脈沖1Hz。測試方法：測試分兩部分：一、先測編碼部分，二、后測計(jì)數(shù)部分。注意上電之前先用萬用表直流檔測量穩(wěn)壓電源是否達(dá)到5V,電源滿足要求后，可以上電測試。編碼部分：用排線將編碼部分輸出端A3A2A1A0分別與計(jì)數(shù)器的B3B2B1B0連接起來，比較部分暫不上電。觀察編碼部分可以正常預(yù)置指定數(shù)字。計(jì)數(shù)部分：用排線將計(jì)數(shù)的輸出端B3B2B1B0接到譯碼器74LS48，比較部分和編碼部分暫不上電。觀察計(jì)數(shù)部分可正常計(jì)數(shù)。最后將編碼部分和計(jì)數(shù)部分綜合后與預(yù)期一致。六、 體會這次課設(shè)的電路基本上是自己設(shè)計(jì)出來的。雖然花了不少的時間，但是收獲真的不小。它使我對課本以及以前學(xué)過的知識有了一個更好的總結(jié)與理解，也讓我知道了，光有理論知識是不夠的，要與實(shí)踐相結(jié)合才能完善和豐富理論知識。在設(shè)計(jì)過程中，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了很多次的修改，雖然也有查閱資料，但更多的是自己的思考。記得在設(shè)計(jì)編碼部分時，花了很長的時間，試了好幾個方案，在網(wǎng)上查的資料都很繁瑣，且看不懂原理，到最后還是決定自己慢慢想，最終設(shè)計(jì)出來結(jié)果還比較滿意的通過本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓我對實(shí)驗(yàn)原理也有了更多的了解，對數(shù)電中常用的芯片功能及設(shè)計(jì)方法如利用卡諾圖等有了更深刻的了解，對設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也有了更深切的體會，此次實(shí)驗(yàn)基本上都是自己一點(diǎn)一點(diǎn)設(shè)計(jì)的，從某方面來說，還是很有成就感的。通過此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓我對Protel99的使用有了更進(jìn)一步的了解。在電路板制作方面，打印、鉆孔，焊接都是基本功。而打印、鉆孔的好壞對焊接的影響很大，這一點(diǎn)我深有體會。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是第一次，所以在焊接技術(shù)方面還有待于提高。電路板制作完后往往不可能一次就能成功，需要花很長時間去調(diào)試。而調(diào)試過程有時非常讓人頭疼，需要用萬用表對整個電路進(jìn)行檢測是否有存在虛短、虛焊。雖然調(diào)試過程很累，但收獲很大?？梢栽鰪?qiáng)

和鍛煉我們的邏輯思維能力七、參考文獻(xiàn)《電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）》 主編康華光高等教育出版社《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》 華僑大學(xué)信息學(xué)院//八附錄：PCB板圖：元器件清單:74LS002片74LS1481片74LS481片74LS3901片74LS861片74LS321片數(shù)碼管（共陰）1個電阻1k10個10位撥碼開關(guān)1個$N54/7^LS140SN54/74ILS74?

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