自动循环计数器精Word下载.docx
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1、电源部分,由它向整个系统提供+5V电源。
2、单脉冲产生部分:
功能是由它产生单个脉冲,为循环计数部分提供计数脉冲。
3、译码驱动显示部分:
计数输出结果送至译码驱动显示部分。
4、控制部分:
实现加或减循环计数功能由控制部分完成。
5、计数部分:
完成BCD码3~9的可逆加或减循环计数。
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
四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍:
（一、电源部分
直流稳压电源主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。
1、方案论证
方案一:
采用稳压二极管稳压,主要优点是简单;
缺点是稳压二极管的稳压值离散性较大,限流电阻的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,使用也非常方便。
确定方案:
比较方案一和方案二,决定采用方案二。
2、元器件型号的选择及参数计算:
整个系统IC均由74系列的相关芯片组成,故系统只需单一+5V电源。
三端集成稳压器:
选用L7805CV;
变压器:
经过全波整流后7805的输入电压约为U2×
1.2;
由于7805的输入电压范围是7V-15V,采用220V/9V（3W小型变压器,则7805的输入电压范围是9×
1.2≈11V,满足7805输入电压的要求。
整流桥:
选择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。
3、电源部分原理图,见图2。
图2电源部分原理图
（二、单脉冲产生部分
1、方案论证
产生单脉冲的方法有很多,如用集成555定时器、TTL集成单稳态触发器74LS121。
74121、74221、74LS221都是不可重复触发的单稳态触发器。
属于可重复触发的触发器有74122、74LS122、74123、74LS123等。
有些集成单稳态触发器上还设有复位端（例如74221、74122、74123等。
通过复位端加入低电平信号能立即终止暂稳态过程,使输出端返回低电平。
用集成555定时器产生单脉冲,见图3—（a。
O
（a
（b
C
（a（b
（c
图3单脉冲产生电路
用TTL集成单稳态触发器74LS121,,见图3—（b。
方案三:
用74LS00四—2输入与非门与手动开关,见图3—（b
用74LS00中的两个与非门构成基本RS触发器,手动开关反复波动一次,则触发器输出端将产生一个计数脉冲。
由于系统中其它部分用到一个与非门,在74LS00中还剩下3个与非门没有使用,则刚好用其中的两个与非门构成基本RS触发器。
如果采用方案一或方案二,还要另外增加器件。
所以计数脉冲产生部分采用方案三。
2、元器件型号的选择及参数计算:
与非门74LS00,R1=R2=1K,手动开关S1选用微型按钮开关。
（三、译码驱动显示部分1、方案论证
采用74LS47TTLBCD—7段高有效译码/驱动器,数码管需选用共阳极数
码管。
74LS48TTLBCD—7段译码器/内部上拉输出驱动。
采用74LS48不需要外接上拉电阻。
故采用74LS48。
由于74LS48输出是高有效,所以显示数码管选用LTS547R共阴极数码管。
数码管LTS547R,译码/驱动器74LS48;
限流电阻的计算,数码管压降一般为1.8~2.2V,工作电流10~20mA,经试验,静态显示时10mA亮度相当可观,所以限流电阻R1~R7=（5V-2V/10mA=300Ω,功率为0.012×
300=0.03W,故电阻选用R1~R7=300Ω（1/16W。
3、译码驱动、显示电路的设计
74LS48的引脚见图4,74LS48的功能表如表1所示,其中,DCBA为8421BCD码输入端,a—g为7段译码输出端。
图474LS48引脚图
9Hx1001H1110011
10Hx1010H0001101
11Hx1011H0011001
12Hx1100H0100011
13Hx1101H1001011
14Hx1110H0001111
15Hx1111H0000000
BIxxxxxxL0000000
RBIHL0000L0000000
LTLxxxxxH1111111
LT灯测试输入使能端。
当LT=0时,译码器各段输出均为高电平,显示器各段亮,因此,LT=0可用来检查74LS48和显示器的好坏。
RBI动态灭零输入使能端。
在LT=1的前提下,当/RBI=0且输入BDCA=000时,译码器各段输出全为低电平,显示器各段全灭,而当输人数据为非零数码时,译码器和显示器正常译码和显示。
利用此功能可以实现对无意义位的零进行消隐。
BI静态灭零输入使能端。
只要BI=0,不论输入BDCA为何种电平,译码器4段输出全为低电平,显示器灭灯（此时/BI/RBO为输入使能。
RBO动态灭零输出端。
在不使用BI功能时,BI/RBO为输出使能。
该端主要用于多个译码器级联时,实现对无意义的零进行消隐。
实现整数位的零消隐是将高位的RBO接到相邻低位的RBI,实现小数位的零消隐是将低位的RBO接到相邻高位的RBI。
数码管显示原理见图5。
图5数码管显示原理
74L
S486217
354DCBA
LTRBIBI/RBO
14159101112
1316
8
gfedcbaVCCGND
109124675
gfe
dc
badpR1~R7
300Ω3（8
+5V
4、译码驱动、显示电路原理图见图6
图6译码驱动、显示原理图
（四、控制部分及循环加减计数部分1、方案论证
74LS191TTL为4位二进制同步加/减计数器。
方案二:
74LS190TTLBCD同步加/减计数器。
74LS192TTL可预置BCD双时钟可逆计数器。
方案四:
74193TTL可预置四位二进制双时钟可逆计数器。
确定方案:
经过比较,结合系统要求,决定采用方案二。
2、控制部分及循环加减计数部分的设计
集成十进制同步加/减计数器CT74LS190,逻辑功能示意图见图7。
图7逻辑功能示意图见
（2190功能表见表2
表274LS190功能表
⑶主要逻辑功能。
74LS138TTL三——8线译码器
逻辑图见图8,外引线见图9,功能表见表3
图8逻辑图图9外引线图
表3138功能表
控制部分及循环加减计数部分的电路原理图如图10所示。
S190910115
5
1114DCBA
D/ULDCP
76231213QD
QCQBQA
CC
/C
RGND74L
S2987943
6
12D1C1B1A1
D2C2B2
A2
121314151011QD
QCQBQAVccWSCLKGND
S2
+5V加加74LS1
38
12315
ABCY2
&
1
11
G2AG2BGNDG1VCC
6164588
Vcc
图10控制部分及循环加减计数部分的电路原理图
状态图如图11所示。
0011010001010110
011110001001
（a加加加加加
（b加加加加加
1001100001110110
0101
01100011
图11加减法状态图
五、总体电路设计图、工作原理及元器件清单
1、3~9可逆自动循环加或减计数器总体电路如图12所示。
127
4LS19091011551114DCBAD/ULDCP76231213QD
QC
QB
QACC/CRGND7
4LS486217354DCBALTRBIBI/RBO
141591*********
gfedcbaVCC
GND
109124675gfedcbadp74LS2987943
6512D1C1B1A1
D2C2B2
A2
QAVccWSCLKGND
7805
3+5V220
V
D1D2
D3D41000μF/16V1000μF/10V0.33μF0.1μFC1
C2C3C4R1~R
7300Ω&
R81kΩ
R91kΩ
S1
12
3
IC1-1IC1-274LS00
45
S
R
Q+5V
S2+5V加加74LS138
123
15ABCY2&
IC1-3
910
1IC2-1
74LS04121
IC2-274LS04
4
1IC2-274LS0498
1IC2-274LS04
6G2AG2BGNDG1VCC
616458IC3
IC4
IC5
IC6
3（8
88Vcc
IC7
加123加9加加加加加加加加加加加加加加加加加加
2、工作原理
由单脉冲产生单元产生的计数脉冲送至74LS190的CP端，做加法时，的D/U190端需接地，通过手动开关S2实现。
加法计数当加过9时，在CC/CR端将发出一个进位正脉冲，9再加1按照题目要求应该变成3；
做减法时按照题目要求3减1应该变成9，在此利用74LS298双4位2选一数据选择器将预置数据3（0011）或9（1001）选择一个数据送给190的预置数据端DCBA，实现的方法是，将加9后产生的正脉冲反相后与减法时减到2由138译码得到的负脉冲进行或运算送至298的CLK端，CLK将预置的无论加或减的预置数0011或1001数据送至190的与之数据端，的WS端为数据298选则端，即WS=1选0011加法预置数，WS=0选1001减法预置数。
3、元器件清单见表4表4类别集成电路元器件清单表编号IC1IC2IC3IC4IC5IC6IC7电阻R1~R7R9~R9C1C2C3C4整流桥变压器数码管开关S1型号及参数74LS0074LS0474LS13874LS29874LS19074LS487805300Ω（1/2W1KΩ/（1/16W1000μF/16V1000μF/10V0.33μF0.1μF2W10/2A220V/10V（WLTS547R按钮开关11功能及类别四2输入端与非门六反相器3-8线译码器四位2选一数据选择器BCD同步加/减计数器4线-7段译码器三端集成稳压器+5V碳膜电阻碳膜电阻电解电容电解电容独石电容独石电容
S2S3按钮开关排开关硬件电路安装、调试测试结果，出现的问题、六、硬件电路安装、调试测试结果，出现的问题、原因及解决方法在安装调试过程中，遇到了一定的问题，具体如下：
1、电源部分焊接完毕后，用万用表测量输出电压只有3.9V，工作不正常，仔细检查发现滤波电容C1、C2在焊接时由于疏漏，负极端忘记与7805的地端相连，怀疑可能由此引起，焊接后，电源工作正常了，输出电压5.02V，很理想。
2、所有原件焊接完毕后，通电前测量+5V与地之间出现短路现象，此时焊点已经比较多了，查找起来比较困难了，但是由于是电源出现短路，因此决不能通电检查，所以一点一点，一个器件一个器件地反复排查，终于发现由于导线的毛刺引起的，用刀修剪处理后，故障排除。
3、通电检查，通电后做加法时，数码管又反应，但显示数据不正确，怀疑是段码焊接有误，经查果然如此，经重新调整，故障排除。
七、总结设计电路的特点和方案的优缺点本方案设计电路的特点是，除了满足题目要求的指标外，还补充了电源设计。
优点：
电路设计比较简明，易于实现，有些内容超过了题目要求，例如，单脉冲产生部分和电源部分。
缺点：
74LS298数据选择器可能由于不是常用器件，没有购到，以后再遇到设计问题，会从多个角度去考虑。
收获、八、收获、体会通过这次课程设计，是我收获很大；
初步掌握电子电路的计算，掌握了一点数字电路的一般设计方法，具备初步的电路设计能力。
同时学会了如何通过网络资源、书刊、教材及相关的专用手册等来查阅所需资料。
熟悉了常用电子器件的类型和特性并初步学会了怎样合理地选用。
初步掌握了普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。
提高了综合运用所学的理论知识来独立分析和解决问题的能力。
进一步熟悉了电子仪器的正确使用方法。
学会了如何撰写课程设计总结报告。
培养自己严谨、认真的科学态度和踏实细致的工作作风。
整个设计过程从一开始不知所云到现在能动手设计和安装、调试，遇到了不少的12
困难，但是通过老师的精心指导和自己的刻苦努力，都一一克服了，是我深深体会到，要想将来成为一名国家的合格建设者和栋梁，需要脚踏实地，刻苦学习、努力钻研、勇攀高峰，同时也从中体会到了成功的快乐，在这里，我要向辛苦耕耘的老师说一声：
老师您辛苦了，非常感谢您-----敬爱的老师！
九、参考文献[1]《中国集成电路大全》TTL集成电路国防工业出版社，1985[2]《实用电子电路手册》北京：
高等教育出版社，1991[3]《数字电子技术实验及课题设计》北京：
高等教育出版社，1995[4]魏立君，韩华琦.COMS4000系列60种常用集成电路的应用.北京：
人民邮电出版社，1993[5]此处按照上面的格式写你的教材13
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