电子专业课程设计自动循环计数器.docx
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电子专业课程设计自动循环计数器
河南科技学院新科学院
电子课程设计
自动循环计数器电路
学生姓名：
耿彦
学号：
040229
班级：
电子132
指引教师：
李余钱
时间：
.5.18-5.31
1、设计目……………………………………………………………1
2、内容及规定…………………………………………………………1
3、设计思想……………………………………………………………1
4、单元电路设计、参数计算、器件选取及简介…………………2
4.1、译码驱动显示某些…………………………………………………………2
4.2、单脉冲产生某些…………………………………………………………4
4.3、电源某些…………………………………………………………………6
4.4、控制某些及循环加减计数某些……………………………………………7
5、总体电路设计图、工作原理及元器件清单………………………10
6、仿真电路仿真、调试测试成果，浮现问题、因素及解决方法………………………………………………………………………13
7、总结设计电路特点和方案优缺陷……………………………14
参照文献……………………………………………………………15
设计题目：
自动循环计数器
1、设计目：
1.纯熟掌握计数器应用。
2.加深对加减循环计数和显示电路理解。
2、内容及规定：
1.用集成计数器实行3～9自动循环计数。
2.电路能实现3～9加法和3～9减法循环计数。
3．方案总体思路
依照题目规定，系统可以划分为如下几种某些，基本思想如下：
1、译码显示电路某些：
计数器输出成果数字显示
2、单脉冲产生某些：
功能是由它产生单个脉冲，为循环计数某些提
供计数脉冲。
3、电源某些，由它向整个系统提供+5V电源。
4、加/减控制循环电路某些：
实现加/减循环计数器功能由控制某些完毕。
完毕3-9加或者减可逆计数运算。
系统方框图如图1所示。
图13—9加/减可逆自动循环计数器系统方框图
4、单元电路设计、参数计算、器件选取及简介
4.1、译码驱动显示某些
方案一：
采用74LS47TTLBCD—7段高电平有效译码/驱动器，数码管需选用共阳极数码管。
方案二：
采用74LS48TTLBCD—7段译码器/内部上拉输出驱动。
拟定方案：
由于74LS48输出是高有效且74LS48不需要外接电阻。
，故采用74LS48，因此显示数码管选用LTS547R共阴极数码管。
元器件型号选取及参数计算：
数码管LTS547R，译码/驱动器74LS48；限流电阻计算，数码管压降普通为1.8~2.2V，工作电流10~20mA，经查资料，静态显示时10mA亮度相称可观，因此限流电阻R1~R7=（5V-2V）/10mA=300Ω,功率为0.012×300=0.03W,故电阻选用R1~R7=300Ω（1/16W）。
图274LS48引脚图
灯测试输入使能端。
当
＝0时，译码器各段输出均为高电平，显示屏各段亮，因而，
＝0可用来检查74LS48和显示屏好坏。
动态灭零输入使能端。
在LT＝1前提下，当
＝0且输入BDCA＝000时，译码器各段输出全为低电平，显示屏各段全灭，而当输人数据为非零数码时，译码器和显示屏正常译码和显示。
运用此功能可以实现对无意义位零进行消隐。
静态灭零输入使能端。
只要
＝0，无论输入BDCA为什么种电平，译码器4段输出全为低电平，显示屏灭灯（此时/BI／RBO为输入使能）。
动态灭零输出端。
在不使用
功能时，BI／RBO为输出使能。
该端重要用于各种译码器级联时，实现对无意义零进行消隐。
实现整数位零消隐是将高位RBO接到相邻低位RBI，实现小数位零消隐是将低位RBO接到相邻高位RBI。
74LS48引脚功能表—七段译码驱动器功能表如表1
表174LS48引脚功能表—七段译码驱动器功能表
十进数或功能
输入
BI/RBO
输出
LT
RBI
DCBA
a
b
c
d
e
f
g
0
H
H
0000
H
1
1
1
1
1
1
0
1
H
x
0001
H
0
1
1
0
0
0
0
2
H
x
0010
H
1
1
0
1
1
0
1
3
H
x
0011
H
1
1
1
1
0
0
1
4
H
x
0100
H
0
1
1
0
0
1
1
5
H
x
0101
H
1
0
1
1
0
1
1
6
H
x
0110
H
0
0
1
1
1
1
1
7
H
x
0111
H
1
1
1
0
0
0
0
8
H
x
1000
H
1
1
1
1
1
1
1
9
H
x
1001
H
1
1
1
0
0
1
1
x
x
xxxx
L
0
0
0
0
0
0
0
H
L
0000
L
0
0
0
0
0
0
0
L
x
xxxx
H
1
1
1
1
1
1
1
数码管显示原理见图5。
图3共阴/共阳极数码管内部电路图图4共阴极数码管管脚图
图5译码驱动显示电路
4.2、单脉冲产生某些
（a）555定期器产生单脉冲（b）单稳态触发器74LS121产生单脉冲
（c）RS触发器产生单脉冲
方案一：
用集成555定期器产生单脉冲见图。
图（a）
方案二：
用TTL集成单稳态触发器74LS121。
图（b）
方案三：
用74LS00四—2输入与非门与手动开关。
图（c）
用74LS00中两个与非门构成基本RS触发器，手动开关重复波动一次，则触发器输出端将产生一种计数脉冲
拟定方案：
方案三：
用74LS00四—2输入与非门与手动开关。
图（c）
数据参数：
经查阅资料电阻为1千欧。
单脉冲产生电路PCB图（如图6）
图6单脉冲产生电路PCB图
单脉冲产生电路PCB图3D图如图7
图7单脉冲产生电路PCB图3D图
4.3、电源某些
直流稳压电源重要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路构成。
方案一：
采用稳压二极管稳压，重要长处是简朴；缺陷是稳压二极管稳压值离散性较大，限流电阻阻值和功率计算比较繁琐。
方案二：
采用三端集成稳压器，三端集成稳压器系列齐全，稳压效果好，性能可靠，使用也非常以便。
拟定方案：
比较方案一和方案二，考虑到数据精确性和稳定性，决定采用方案二。
整个系统IC均由74系列有关芯片构成，故系统只需单一+5V电源。
三端集成稳压器：
选用L7805CV；变压器：
通过全波整流后7805输入电压约为U2×1.2；由于7805输入电压范畴是7V-15V，采用220V/9V（3W）小型变压器，则7805输入电压范畴是9×1.2≈11V，满足7805输入电压规定。
整流桥：
选取2W10/2A桥，C1、C2、C3、C4为滤波电容，C1、C2采用电解电容，C1=1000μF/16V，C2=1000μF/10V，C3、C4为高频滤波电容，C3=0.33μF，C4=0.1μF。
电源某些电路图，见图8。
图8电源某些电路图
图9电源某些PCB图
图10电源某些PCB图3D图
4.4、控制某些及循环加减计数某些
方案一：
74HC138作为数据分派器。
方案二：
74LS138作为数据分派器。
拟定方案：
74LS138作为加减控制器。
74LS138引脚如图11
图1174LS138引脚图
74LS138逻辑功能表如表2
表274LS138逻辑功能表
可逆计数器单元
方案一：
用两块74LS73，74LS04，两块74LS08构成异步二进制加减计数器
方案二：
74LS192TTL可预置BCD双时钟可逆计数器。
方案三：
74LS191TTL同步加/减计数器
拟定方案：
方案三74LS1901TTL同步加/减计数器
（1）集成十进制同步加／减计数器CT74LS191，逻辑功能示意图见图12。
图12逻辑功能示意图
为异步置数控制端
为计数控制端
Do-D3为并行数据输入端Q0-Q3为输出端
为加/减计数方式控制端
/
为进位输出/借位输出端
时钟输出端
（2）74LS191功能表见表3
表34LS191功能表
（3）加减计数某些仿真电路如图13
图13加减计数某些仿真电路
加减计数某些PCB图如图14
图14加减计数某些PCB图
加减计数某些PCB图3D图如图15
图15加减计数某些PCB图3D图
5、总体电路设计图、工作原理及元器件清单
（1）总体仿真电路图如图16
图16总体仿真电路图
（2）总体电路PCB图
图17总体电路PCB图
（3）总体电路PCB图3D图如图18
图18总体电路PCB图3D图
（4）工作原理简介：
由单脉冲产生单元产生计数脉冲送至74LS191CP端，做加法时，190
/
端需接地，通过手动开关S1实现。
加法计数当加过9时，在
端将发出一种进位正脉冲，9再加1按照题目规定应当变成3；做减法时按照题目规定3减1应当变成9，在此运用开关S1将预置数据3（0011）或9（1001）选取一种数据送给191预置数据端DCBA，实现办法是，将加9后产生正脉冲反相后与减法时减到2由138译码得到负脉冲进行或运算送至191L端，从而使191进入数据传送状态从而实现3变9
（5）元器件清单表如表4
表4元器件清单表
类别
编号
型号及参数
功能及类别
集成电路
U6
74LS00
四2输入端与非门
表4元器件清单表（续表）
U4
74LS04
六反相器
U5
74LS138
3-8线译码器
U2
74LS191
BCD同步加/减计数器
U3
74LS48
4线-7段译码器
JP1
7805
三端集成稳压器+5V
电阻
R1~R7
300Ω（1/2W）
碳膜电阻
R8~R9
1KΩ/（1/16W）
碳膜电阻
C1
1000μF/16V
电解电容
C2
1000μF/10V
电解电容
C3
0.33μF
独石电容
C4
0.1μF
独石电容
整流桥
BRIDGE1
2W10/2A
变压器
T
220V/10V（W）
数码管
DS1
LTS547R
开关
S1
按钮开关
S2
按钮开关
6、仿真电路仿真、调试测试成果，浮现问题、因素及解决办法
在安装调试过程中，遇到了一定问题，详细如下：
第一次仿真软件，某些小使用技巧没有掌握，经常导致译码显示屏不亮。
设计原理都清晰，一到仿真时候就会浮现问题。
通电检查，通电后做减法时，显示数据不确，但是做加法实现不了到9变回3，始终从8变3。
通过请教教师和去图书馆查阅资料最后明白本来是选取芯片不对，把74LS190换为74LS191后问题得到解决。
7、总结设计电路特点和方案优缺陷
本方案设计电路特点是，除了满足题目规定指标外，还应做恰当拓展。
长处：
电路设计比较简要，易于实现，有些内容超过了题目规定，例如，单脉冲产生某些和电源某些。
缺陷：
此电路实现与设计规定有一定差距，虽然仿真出来，但是制作为真实电路存在一定差距，后来再遇到设计问题，会从各种角度去考虑。
参照文献
[1]《中华人民共和国集成电路大全》TTL集成电路国防工业出版社，1998
[2]《实用电子电路手册》北京：
高等教诲出版社，1991
[3]《数字电子技术实验指引》河南科技学院，
[4]《电子技术基本数字某些（第五版）》高等教诲出版社，康光华，1999
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