1、單時鐘同步24進制計數器課程設計報告1. 設計任務1.1 設計目的1. 了解計數器的組成及工作原理。2. 進一步掌握計數器的設計方法和計數器相互級聯的方法。 3. 進一步掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。 4. 進一步掌握數字系統的制作和布線方法。5. 熟悉集成電路的引腳安排。1.2 設計指標 1. 以24為一個周期，且具有自動清零功能。2. 能顯示當前計數狀態。 1.3 設計要求1.畫出總體設計框圖，以說明計數器由哪些相對獨立的功能模塊組成，標出各個模塊之間互相聯系，時鐘信號傳輸路徑、方向。并以文字對原理作輔助說明。2.設計各個功能模塊的電路圖，加上原理說明。3.選擇合適的元器件，利用mult

2、isim仿真軟件驗證、調試各個功能模塊的電路，在接線驗證時設計、選擇合適的輸入信號和輸出方式，在確定電路充分正確性同時，輸入信號和輸出方式要便于電路的測試和故障排除。4.在驗證各個功能模塊基礎上，對整個電路的元器件和布線進行合理布局。5.打印pcb板，腐蝕，鉆孔，插元器件，焊接再就對整個計數器電路進行調試。2.設計思路與總體框圖.計數器由計數器、譯碼器、顯示器三部分電路組成，再由555定時器組成的多諧振蕩器來產生方波，充當計數脈沖來作為計數器的時鐘信號，計數結果通過譯碼器顯示。圖1所示為計數器的一般結構框圖。十位數碼顯示管譯碼驅動異步清零計數器計數脈沖(由555電路產生) 個位位數碼示像管譯碼

3、驅動異步清零計數器強制清零 圖1 計數器結構框圖3.系統硬件電路的設計3.1 555多諧蕩電路555多諧振蕩電路由ne555p芯片、電阻和電容組成。由ne555p的3腳輸出方波。 圖2 555電路 3.2 計數器電路集成計數芯片一般都設置有清零輸入端和置數輸入端，而且無論是清零還是置數都有同步和異步之分。有的集成計數器采用同步方式，即當cp觸發沿到來時才能完成清零或置數任務；有的集成計數器則采用異步方式，即通過觸發器的異步輸入端來直接實現清零或置數，與cp信號無關。本設計采用異步清零。由2片十進制同步加法計數器74ls160（圖2-1-1）、一片與非門74ls00（圖2-1-2）和相應的電阻、

4、開關。由外加送來的計數脈沖（由555電路產生）送入兩個計數器的clk端，電路在計數脈沖的作用下按二進制自然序依次遞增1，當個位計數到9時，輸出進位信號給十位充當使能信號進位。當計數到24，這顯示器個位輸出0010（也就是4），顯示器十位輸出0010也就是2），顯示器十位計數器只有qc端有輸出，顯示器個位計數器只有qb端有輸出，將十位的qc、個位的qb端接一個二輸入與非門，與非門輸出一路送入十位計數器的清零端，一路送入個位計數器的清零端，將整個電路清零，完成周期為24的計數。 3.3 譯碼和顯示電路由2個74ls48 和2個數碼管組成驅動電路將計數器輸出的8421bcd碼轉換為數碼管需要的邏輯狀

5、態，并且為保證數碼管正常工作提供足夠的工作電流。數碼管通常有發光二極管（led）數碼管和液晶（lcd）數碼管，本設計提供的為led數碼管。3.4 強制清零按下復位開關使兩計數器的端強制為低電平從而進行強制清零。4系統設計仿真4.1仿真原理圖根據計數器的一般結構框圖，我們通過查閱資料書和上網查詢，了解不同元件的功能和實用性，考慮性價比后，制作出的計數器的原理圖，如圖3所示。 圖3 計數器電路原理圖4.2各功能元件的分析1設計原理圖中各功能元件的引腳圖或邏輯功能圖的分析如下所示：174ls48：七段顯示譯碼器的主要功能是把8421b碼譯成對應于數碼管的7個字段信號，驅動數碼管，顯示出相應 的十進制

6、數碼。d,c,b,a是8421bcd碼的4位 輸人信號，a,b,c,d,e,f,g是七段譯碼輸出信號，lt，rbi，bi為控制端。燈測試輸人端lt：當lt=0，bi1時，無論a3a0為何種狀態，a,b,c,d,e,f,g的狀態均為0，數碼管七段 全亮，顯示 “8”字形，用以檢查七段顯示器各字段是否能正常工作。滅零輸入端rbi：當rbi0時，且lt1，bi0時，若da的狀態均為0，則所有光段均滅，在數字顯 示中用以熄滅不必要的0。例如，顯示0021，21前面的兩個0是多余的，可以通過在對應位加滅零信號 （rbi0）的方法去掉多余的零。 圖5 74ls48和半導體數碼管的連接圖 2. 74ls00

7、：74ls00為四二輸入與非門。 圖6 74ls00引腳圖3. 74ls160：74ls160是4位同步十進制計數器 。圖7 74ls160 引腳圖 圖8 74ls160邏輯圖 表1 74ls160計數器的邏輯功能表 輸入輸出ctp ctt cpd d d dq3 q2 q1 q0 l l l lh h 計數l 保持4.數碼管：半導體七段顯示器分為共陰極接法和共陽極接法兩種，對于共陰極接法，若需要某字段亮，則需使該字段為高電平；同理，對于共陽極接法，若需某字段亮，則需使該字段為低電平 圖8 半導體數碼管共陰極接法和共陽極接法5. 總結與致謝5.1總結通過這次對計數器的設計與制作，讓我們了解了設

8、計電路的程序。在此次的計數器設計過程中,更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.在連接二十四進制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯時便能準確地找出錯誤所在并及時糾正了.通過這次對計數器的設計制作，讓我了解了電路設計的基本步驟，也讓我了解了關于計數器的原理與設計理念，要設計一個電路先進行軟件模擬仿真再進行實際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。通過這次

9、學習，讓我們對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手操作才會有深刻理會，才會有收獲。對我們電子信息專業的本科生來說，實際能力的培養至關重要，而這種實際能力的培養單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走向實踐。這也是一次預演和準備畢業設計工作。通過課程設計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，并在以后的學習期間及時補充相關知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理轉型期。課程設計達到了專業學習的預期目的。在兩個星期的課程設計之后，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高，更重要的是通過對電路板制作流程的了解，進一步激發了我們對專業知識的興趣，并能夠結合實際存在的問題在專業領域內進行更深入的學習。5.2 致謝最后感謝系里給予我們這個寶貴的平臺，讓我們有了鍛煉自己、展示自己的機會。感謝所有幫助過我們的老師、同學！再次我們真誠的對你們說聲：謝謝！我們會把老師們的教導銘記于心，運用到今后的學習和工作中！6參考文獻1 電子技術基礎（第五版）華中科技大學電子技術課程組編m康華光主編，陳大欽、張林副主編，高等教育出版社附錄一：電路原理圖與pcb圖1. protel原理圖2.pcb原理圖附錄二：元器件清單24進制計數器元器件品名型號規格數量封裝計數器74160n2片no16譯碼器74ls482片no16555555電路（ne55