六位十进制计数器.docx
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六位十进制计数器
河南科技学院新科学院
电子课程设计报告
题目：
6位十进制计数显示器的设计
专业班级：
电气工程及其自动化116
姓名：
左欣卫
时间：
2013.05.27～2013.06.5
指导教师：
王玉萍、徐涛、杜留峰
完成日期：
2013年6月05日
6位十进制计数器任务书
1.设计目的与要求
设计6位十进制计数显示器电路，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：
（1）能够实现0-999999的计数并显示；
（2）具备计数数据的锁存功能；
（3）采用数码管显示；
（4）具备复位清零功能。
2．设计内容
（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；
（2）确定元器件及元件参数；
（3）电路仿真；
（4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出。
3．编写设计报告
写出设计的全过程，附上有关资料和电路图，有总结体会。
4．答辩
在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录
1引言…………………………………………………………………………………1
2总体设计方案……………………………………………………………………1
2.1设计思路…………………………………………………………………………1
2.2总体设计框图…………………………………………………………………1
3设计原理分析……………………………………………………………………2
3.1计数电路工作电路…………………………………………………………2
3.1.1计数器所用元器件74LS160…………………………………………2
3.1.2计数器工作原理……………………………………………………………3
3.2译码/锁存/显示电路及工作电路………………………………………3
3.2.1译码/锁存/显示电路所用元器件……………………………………4
3.2.2译码/锁存/显示电路工作原理…………………………………………4
3.3总体电路…………………………………………………………………………5
4总结与体会…………………………………………………………………………6
参考文献…………………………………………………………………………………7
6位十进制计数显示器
摘要：
利用数字电路技术数出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。
电子计数器是其他数字化仪器的基础。
在它的输入通道接入各种模－数变换器，再利用相应的换能器便可制成各种数字化仪器。
电子计数器的优点是测量精度高、量程宽、功能多、操作简单、测量速度快、直接显示数字，而且易于实现测量过程自动化，在工业生产和科学实验中得到广泛应用。
本文为完成六位十进制计数显示电路设计的完整过程，该电路是一种具备锁存复位清零功能的显示电路。
具有结构简单。
关键词：
计数 锁存 复位 74LS160 CD4511
1引言
计数器的计数范围不够广，功能不太完善。
在一些要求计数显示的场合需要较宽的计数范围，随着大规模集成电路的发展，数字技术显示技术也在不断的更新替换。
然而，一些有时也需要一些专用的功能键。
六位十进制显示器是一种能直接用数字显示范围且计数范围为0-999999的脉冲计数仪表，通过技术显示器将输入脉冲信号转换为对等的四位BCD码，再进入译码器将其转换为其位二进制数，最后经过驱动电路输入到七段式数字显示器显示十进制数。
2总体设计方案
2.1设计思路：
本设计用74LS160芯片完成计数功能，74HC4511（BCD-7段锁存器/译码器驱动器）芯片完成锁存译码功能，将它的输出接数码管完成数码显示。
通过74LS160的RD端接双掷开端接1时正常计数，接地时则清零。
本设计用六块74LS160来实现0-999999计数功能。
将他们作为输入接入6块74HC4511芯片完成译码和锁存功能，再接数码管完成显示功能。
由74LS160芯片的RD端完成电路的复位清零功能。
2.2总体设计框架图
图16位十进制计数显示器的总体框图
图2仿真图
3设计原理分析
3.1计数电路工作电路
3.1.1计数器所用元器件74LS160
本设计计数器所用芯片为74LS160（图2）。
该芯片P0-P3可以预置数，CP端为脉冲接入端并由Q0-Q3完成输出（上升沿有效）。
/MR为异步清除输出端（低电平有效），CEP和CET为片选端，/PE为同步并行置入控制端（低电平有效）可以完成复位清零功能，在本设计中/PE端接双掷开关接高电平正常计数接低电平置零。
本芯片功能表为表1。
74Ls160管脚图
/MR
/PE
CET
CEP
0
X
X
X
异步清零
1
0
X
X
置数清零
1
1
1
1
计数
1
1
X
0
保持
1
1
0
X
保持
表1芯片功能表
3.1.2计数电路工作原理
本设计为六位十进制计数显示器，计数部分用74LS160实现（计数电路部分如图3），脉冲信号首先进入74LS160的CLK端，其Q0和Q3端接入74HC4511译码。
低位芯片的进位端接下一芯片的片选段，完成进位，实现0-999999的计数功能。
每个芯片的异步置零端接一单刀双掷开关，当接高电平时则计数，接低电平则复位清零功能。
3.2译码/锁存/显示电路及工作电路
3.2.1译码/锁存/显示电路所用元器件
译码显示电路所用原件为74HC4511（图2）七段显示译码器当输入8421BCD码时，高电平有效，用以驱动共阴极显示器。
当输入为1010-1111六个状态时，输出权威低电平，显示器无显示。
该集成显示译码器设有三个辅助控制端LT（灯测试输入）,/BI（灭灯输入）/EL（锁存是能输入），EL接单刀双掷开关，接入高电平时实现锁存功能，低电平则译码显数。
图274HC4511译码器
十进制数或功能
输入
输出
字形
0E
/B0
/0T
D3
D2
D1
D0
a
b
c
d
e
f
g
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
2
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
2
3
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
3
4
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
4
5
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
5
6
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
6
7
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
7
8
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
8
9
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
9
10
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
11
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
12
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
13
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
14
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
15
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
灯测试
X
X
0
X
X
X
X
1
1
1
1
1
1
1
8
灭灯
X
0
1
X
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
熄灭
锁存
1
1
1
X
X
X
X
*
*
74HC4511的功能表
3.2.2译码/锁存/显示电路工作原理
在本设计中所有74HC4511七段显示译码器/LT和/BL直接接高电平，EL端接低电平时正常译码显数，接高电平时实现锁存功能。
ABCD端分别接74LS160的Q0-Q3（图3）完成接收信号功能并由七段显示器直接显示。
图3译码、锁存器
3.3整体电路
（1）整体电路由输入脉冲，计数电路，译码锁存电路和数码显示组成。
（2）其中计数电路中K1开关接高电平正常计数，接低电平可复位置零。
（3）其中译码锁存电路K2开关接低电平则正常显数，接高电平实现锁存功能。
实习总结：
经过这次的实习，我发现我在仿真电路中有诸多不足，我做的是六位十进制计数器，拿到课题题目是时候，我认为很简单，因为在不久之前的模拟电子实验中，我们刚用74LS93做计数器，74Ls47做译码器做的0~30的计数器。
然后我就着手用原来实验的器件做这个实验，虽然在上次实验中，我做的时候很快就做完了，但是在一些细节方面我还是没有真正的弄清楚，例如管脚的排列，使能端的位置，数码管共阴共阳的判断…..在这次课程设计实习中我明显的发现了自己的缺点和不足…..课程设计实习中最重要的是设计，而我在开始的时候照搬课本而已，所以，即使出现问题我也没办法直接找到问题之所在….所以在设计的第三天，我才发现74ls47是不具备锁存功能的…….所以，方向永远比行动更重要。
此六位十进制计数器的设计简单易懂。
主要有计数电路，译码显示电路，锁存电路。
数字计数器是我们平时的实验中经常使用的，本设计主要是为了增加计数器范围。
虽然在学识数电，这些只是我们都有涉猎，但是没有应用到实践中去，只是停留在理论阶段。
实习给了我这次实践的机会，是我随学的理论得到了应用，同时也巩固了所学的理论知识，通过这次实习，我也发现了自己的许多不足，理论学习知识不扎实。
平时也很少付诸实践，特别是平时很少接触芯片方面的知识，导致我在这次实践中遇到了各种难题。
通过一个星期的努力，重于完成了这次设计。
因为知识的欠缺以及准备不充分，设计的电路过于繁杂。
这一切都是我认识到理论和实践的差别。
许多知识我们不但要单纯的理论分析，还要付诸实践。
只有在实践中才能将已经学会的知识记得更加牢固和运用的更加熟练。
通过这次实践，不单我对课本的理解更加深刻，在芯片查找，软件运用方面的知识也有很大程度的提升。
最后感谢老师和同学们给了我这次学习实践的机会。
参考文献：
[1]阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社.第五版
[2]童诗白,华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社.第四版
[3]许晓华,何春华.Multisim10计算机仿真及应用.清华大学出版社.2011
[4]渠云田，电工电子技术[M]第二版第六分册.北京:
高等教育出版社。
2008.
[5]何西才，常用集成电路简明速查手册[M]，北京:
国防工业出版社。
2006.
[6]康光华.电子技术基础数字部分[M]第五版.北京，高等教育出版社。
2006.149~152
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