数电课程设计60进制计数器设计.docx
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数电课程设计60进制计数器设计
摘要：
要获得N进制计数器，常用的方法有两种：
一是用时钟触发器和门电路来设计：
二是用集成计数器来构成。
当要得到一些进制数大的计数器时，用时钟触发器和门电路来实现就显的很复杂。
我们就可以用集成计数器来构成，当然集成计数器是厂家已定型的产品，其函数关系已被固化在芯片中，状态分配以及编码我们自己是不可以更改的，而且多为纯自然态序编码，因而利用清零端或置数控制端，让电路跳过某些状态而获得N进制的计数器。
1设计题目
60进制计数器的设计
1.1设计要求
（1）要求学生掌握74系列的芯片和LED的原理和使用方法。
（2）熟悉集成电路的使用方法，能够运用所学的知识设计一规定的电路。
1.2设计任务
（1）完成一个60进制的计数器。
（2）LED显示从00开始，各位计数从0—9，逢10进1，是为计数0—5。
59显示后，又从00重新开始计数。
2题目分析
要实现60进制的计数器，单用一片计数器无法实现，我们可以利用级联方式获得大容量的N进制计数器，60进制的计数器就可以由六进制和十进制计数器级联起来构成。
CP→
3设计思路与原理
3.1LED简介
LED是一种显示字段的显示器件，7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。
七段发光管分别称为a、b、c、d、e、f，g，构成字型“8”，如图（a）所示，当在某段发光二极管上施加一定的电压时，某些段被点亮发光。
不加电压则变暗，为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。
其真值表如下。
3.2芯片74290及六十进制计数器的设计
60进制可以用两个74290计数器级联来实现，74290是一个典型的异步十进制计数器它由1个一位二进制和1个异步五进制计数器组成。
如果计数脉冲由CLKA端输入，输出由QA端引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲CLKB端输入，输出由QA～QD端引出即得五进制计数器；如果将QA与CLKB相连，计数脉冲由CLKA输入，输出由QA～QB引出，即得8421码十进制计数器。
因此，又称此电路为二——五——十进制计数器。
（a）1个下降沿触发的T触发器，形成模2计数器；
（b）3个下降沿触发的T触发器，组成的异步模5加法计数器；
（c）异步清0只要S9
（1）×S9
（2）=0，R0
（1）=R0
（2）=1，就可使QAQBQCQD=0000，即异步清0。
（d）异步置9只要S9
（1）=S9
（2），就可实现全且确切，即异步置9。
表1.174LS290的功能
输入
输出
功能
清0
置9
时钟
QDQCQBQA
R0
（1）、R0
（2）
S9
（1）、S9
（2）
CP1、CP2
1
1
0×
×0
××
0
0
0
0
清0
0×
×0
1
1
××
1
0
0
1
置9
0×
×0
0 ×
×0
↓1
QA输出
二进制计数
1↓
QDQCQB输出
五进制计数
↓QA
QDQCQBQA输出8421BCD码
十进制计数
QD↓
QAQDQCQB输出5421BCD码
十进制计数
11
不变
保持
（e）实现模10计数器
在S9
（1）×S9
（2）=0，R0
（1）×R0
（2）=0同时满足的情况下，可在CP下降沿作用下实现加法计数。
若在CP0端输入脉冲，则Q0端是模2计数，若在CP1端输入脉冲，则由Q3、Q2、Q1构成的计数器实现异步模5计数。
在S9
（1）×S9
（2）=0，R0
（1）×R0
（2）=0同时满足的情况下，把Q0连至CP1，于是，模2计数器的Q0由1变0时，可使Q3、Q2、Q1构成模5计数器进行计数，总模数为5×2=10。
（f）实现模6计数器
将74290的QA、QB直接和复位端R0
（1）、R0
（2）相连，计数器的初态为0，当计数脉冲M=6，输出QAQBQCQD=0110时，计数器立即返回0状态，从而实现M=6的计数功能。
具体设计电路图如下。
图一60进制原理图
十位显示个位显示
3.3三十九进制计数器
同样使用74290计数器来实现
实现模10计数器（个位显示）
将个位输出74290的QA、QB直接和复位端R0
（1）、R0
（2）相连，计数器的初态为0，当计数脉冲M=10，进位输出接十位输出74290的cp，计数器自身返回0状态，十位输出计数器加1
实现模3计数器（十位显示）
将74290的QA、QB直接和复位端R0
（1）、R0
（2）相连，计数器的初态为0，当计数脉冲M=3，输出QAQBQCQD=0011时，且将个位输出74290的QA、QB直接和复位端R0
（1）、R0
（2）相连，计数器的初态为0，当计数脉冲M=9，输出QAQBQCQD=1001时，计数器立即返回0状态，从而实现M=39的计数功能。
设计图如下。
图二三十九进制计数器原理图
十位显示个位显示
4电路图的仿真
4.1六十进制计数器的仿真
利用信号发生器从个位的CLKAˊ输入一方波开始仿真。
仿真结果如下。
图三六十进制计数器仿真结果
4.2三十九进制计数器的仿真
同样利用信号发生器从个为的74290的CLKAˊ输入一方波开始仿真。
结果如下图。
5仪器列表
仪器
数量
LED灯显示器
4个
74290计数器
4片
信号发生器
1台
非门
4个
与非门
1个
或门
1个
6心得体会
经过一个星期的努力，这次的数字电子技术的课程设计快结束了，在这次课程设计中让我学到了很多东西，在经过我们一个学期的数字电子技术基础课后，我们已经对数字电子技术有一定的了解，让我们有了一定的基础可以独立完成数字电子技术基础课程设计了，不过当中还是遇到许多不懂的问题。
通过这次自己动手的课程设计，我学会了设计数字电子电路的一般方法，还进一步熟悉数字电子器件的使用。
虽然在这学期中，数字电子技术基础学的不是很好，但是在这次的课程设计中通过老师和同学的帮组还是完成了。
虽然做的不是很好，但是从中也让我明白了：
要想做好这个课程设计，就必须认认真真地去做，不要怕麻烦，遇到不懂的问题就要主动去问同学或者老师。
和查阅材料，保持着一个积极向上的心态，发挥我们自己的主观能动性和创造了才能让我们做的更好。
在此，我衷心的感谢在这次课程设计中帮组我的的同学，衷心的感谢老师的耐心指导。
7参考文献
1．余孟尝数字电子技术基础简明教程（第三版）清华大学电子学教研组
2．秦光培数字电子技术试验指导书昆明理工大学应用技术学院
3．阎石数字电子电路[M]北京：
中央电大出版社
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