1、課題三課題三 模模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)、減可逆計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)驗(yàn)仿真與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目的：熟習(xí)常用學(xué)習(xí)目的：熟習(xí)常用MSI集成計(jì)數(shù)器的功能和運(yùn)用，掌握集成計(jì)數(shù)器的功能和運(yùn)用，掌握利用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成恣意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的普通設(shè)計(jì)方法；學(xué)利用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成恣意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的普通設(shè)計(jì)方法；學(xué)會(huì)利用會(huì)利用EDA軟件軟件Proteus對(duì)模對(duì)模M的可逆計(jì)數(shù)器電路進(jìn)展的可逆計(jì)數(shù)器電路進(jìn)展仿真；掌握可逆計(jì)數(shù)器電路的安裝及調(diào)試方法。仿真；掌握可逆計(jì)數(shù)器電路的安裝及調(diào)試方法。一、義務(wù)與要求一、義務(wù)與要求 設(shè)計(jì)具有手控和自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)模設(shè)計(jì)具有手控和自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可

2、逆計(jì)數(shù)減可逆計(jì)數(shù)功能的電路，利用數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器的值。掌握用功能的電路，利用數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)器的值。掌握用“反響反響清零法和清零法和“反響置數(shù)法構(gòu)成恣意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方反響置數(shù)法構(gòu)成恣意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方法；法；用用ProteusProteus軟件仿真；軟件仿真；實(shí)驗(yàn)測(cè)試邏輯功能。實(shí)驗(yàn)測(cè)試邏輯功能。 詳細(xì)要求如下：詳細(xì)要求如下：1 1手控方式模手控方式模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器。即控制端減可逆計(jì)數(shù)器。即控制端E=1E=1時(shí)，進(jìn)展模時(shí)，進(jìn)展模M M的加法計(jì)數(shù)；控制端的加法計(jì)數(shù)；控制端E=0E=0時(shí)，進(jìn)展模時(shí)，進(jìn)展模M M的減的減法計(jì)數(shù)。法計(jì)數(shù)。2 2自動(dòng)方式模自動(dòng)方式模M M

3、的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器。即加法計(jì)減可逆計(jì)數(shù)器。即加法計(jì)數(shù)到最大值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)展減法計(jì)數(shù)；減法計(jì)數(shù)到最小值時(shí)，數(shù)到最大值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)展減法計(jì)數(shù)；減法計(jì)數(shù)到最小值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)展加法計(jì)數(shù)。自動(dòng)進(jìn)展加法計(jì)數(shù)。3 3M M可為可為2 2位數(shù)或位數(shù)或3 3位數(shù)，集成計(jì)數(shù)器采用位數(shù)，集成計(jì)數(shù)器采用74LS19274LS192。4 4寫出設(shè)計(jì)步驟，畫出最簡(jiǎn)的邏輯電路圖。寫出設(shè)計(jì)步驟，畫出最簡(jiǎn)的邏輯電路圖。5 5對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)展仿真、修正，使仿真結(jié)果到對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)展仿真、修正，使仿真結(jié)果到達(dá)設(shè)計(jì)要求。達(dá)設(shè)計(jì)要求。6 6安裝并測(cè)試電路的邏輯功能。安裝并測(cè)試電路的邏輯功能。二、課題分析及設(shè)計(jì)思緒二、課題

4、分析及設(shè)計(jì)思緒 1手控方式模手控方式模M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思緒減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思緒以以M=125為例，即為例，即125進(jìn)制加進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器。分析以減可逆計(jì)數(shù)器。分析以上設(shè)計(jì)義務(wù)與要求，設(shè)計(jì)思緒如下：上設(shè)計(jì)義務(wù)與要求，設(shè)計(jì)思緒如下：第一步：將三片第一步：將三片74LS192進(jìn)展級(jí)聯(lián)，用進(jìn)展級(jí)聯(lián)，用“反響清零法反響清零法設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)125進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器， 反響清零信號(hào)取自反響清零信號(hào)取自計(jì)數(shù)器的輸出端計(jì)數(shù)器的輸出端Q0 Q3 ；第二步：將三片第二步：將三片74LS192進(jìn)展級(jí)聯(lián)，用進(jìn)展級(jí)聯(lián)，用“反響置數(shù)法反響置數(shù)法設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)125進(jìn)制減法計(jì)數(shù)

5、器，反響置數(shù)信號(hào)取自進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，反響置數(shù)信號(hào)取自計(jì)數(shù)器最高位的借位端計(jì)數(shù)器最高位的借位端TCD。二、課題分析及設(shè)計(jì)思緒二、課題分析及設(shè)計(jì)思緒 1手控方式模手控方式模M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思緒減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思緒第三步：將上述加、減計(jì)數(shù)器電路結(jié)合起來(lái)，即初步構(gòu)成第三步：將上述加、減計(jì)數(shù)器電路結(jié)合起來(lái)，即初步構(gòu)成一個(gè)加一個(gè)加/減減125進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。 余下的問(wèn)題就是在加余下的問(wèn)題就是在加/減可逆計(jì)數(shù)條件下，如何切換計(jì)數(shù)器減可逆計(jì)數(shù)條件下，如何切換計(jì)數(shù)器最低位的計(jì)數(shù)脈沖輸入端最低位的計(jì)數(shù)脈沖輸入端CPD、CPU的信號(hào)。經(jīng)過(guò)分析，的信號(hào)。經(jīng)過(guò)分析，它們應(yīng)實(shí)現(xiàn)

6、如下功能：它們應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下功能：手 控 信號(hào)E計(jì) 數(shù) 方式CPUCPD1加法CP10減法1CP這一功能經(jīng)過(guò)這一功能經(jīng)過(guò)一片數(shù)據(jù)選擇一片數(shù)據(jù)選擇器即可實(shí)現(xiàn)。器即可實(shí)現(xiàn)。輸出端Q0借 位 端TCD反 響 清 零 信號(hào)構(gòu)成電路預(yù)置數(shù)據(jù)端D74LS192百位74LS192十位74LS192個(gè)位反響置數(shù)信號(hào)構(gòu)成電路 加/減計(jì)數(shù)控制電路CPDCPUCP手控信號(hào)E輸 出端Q1輸 出 端Q0Q2手控可手控可逆計(jì)數(shù)逆計(jì)數(shù)器電路器電路的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)框圖框圖 ：2 2自動(dòng)方式模自動(dòng)方式模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思緒減可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思緒設(shè)計(jì)自動(dòng)方式的一種加設(shè)計(jì)自動(dòng)方式的一種加/ /減可逆計(jì)數(shù)順

7、序如下：減可逆計(jì)數(shù)順序如下： 01212312412312212從上述圖中可以看出，當(dāng)加計(jì)數(shù)到最大值從上述圖中可以看出，當(dāng)加計(jì)數(shù)到最大值124124后自動(dòng)后自動(dòng)進(jìn)展減計(jì)數(shù)；當(dāng)減計(jì)數(shù)到最小值進(jìn)展減計(jì)數(shù)；當(dāng)減計(jì)數(shù)到最小值0 0后自動(dòng)進(jìn)展加計(jì)數(shù)，后自動(dòng)進(jìn)展加計(jì)數(shù)，如此不斷循環(huán)。如此不斷循環(huán)。 自動(dòng)方式模自動(dòng)方式模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器可以在手控方式減可逆計(jì)數(shù)器可以在手控方式的電路根底上進(jìn)展設(shè)計(jì)。的電路根底上進(jìn)展設(shè)計(jì)。 但需處理的關(guān)鍵問(wèn)題是：電路如何自動(dòng)產(chǎn)生加但需處理的關(guān)鍵問(wèn)題是：電路如何自動(dòng)產(chǎn)生加/ /減計(jì)數(shù)控減計(jì)數(shù)控制信號(hào)制信號(hào)E E？ 其中的一種設(shè)計(jì)思緒如下：其中的一種設(shè)計(jì)

8、思緒如下： 加 / 減 計(jì)數(shù)控制電路CPCPU CPD加/減計(jì)數(shù)控制信號(hào)加加/減計(jì)數(shù)控減計(jì)數(shù)控制信號(hào)產(chǎn)生電制信號(hào)產(chǎn)生電路路計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù) 到 0 自 動(dòng)產(chǎn)生的借位脈 沖 信 號(hào)TCD計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)到124產(chǎn)生的脈沖信號(hào)ME加加/減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路的原理圖如下：減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路的原理圖如下： 對(duì)于電路的其它部分，也要相應(yīng)作一些改動(dòng)：對(duì)于電路的其它部分，也要相應(yīng)作一些改動(dòng)： 取消輸出端反響清零信號(hào)由于加計(jì)數(shù)到取消輸出端反響清零信號(hào)由于加計(jì)數(shù)到124124后，下一后，下一計(jì)數(shù)形狀不是計(jì)數(shù)形狀不是0 0和借位端反響置數(shù)信號(hào)由于減計(jì)數(shù)到和借位端反響置數(shù)信號(hào)由于減計(jì)數(shù)到0 0后，下一計(jì)數(shù)形狀

9、不是后，下一計(jì)數(shù)形狀不是124124。 三、集成電路及元件選擇三、集成電路及元件選擇 o“加加/減計(jì)數(shù)控制電路部分采用一片數(shù)據(jù)選擇器減計(jì)數(shù)控制電路部分采用一片數(shù)據(jù)選擇器74LS157;o集成計(jì)數(shù)器采用集成計(jì)數(shù)器采用74LS192;o“顯示譯碼電路部分采用顯示譯碼電路部分采用74LS48或或CD4511;o“加加/減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路部分采用集成減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路部分采用集成D觸發(fā)觸發(fā)器器74LS74和集成門電路和集成門電路74LS11、74LS32、74LS04等。等。oLED數(shù)碼管采用共陰極數(shù)碼管。數(shù)碼管采用共陰極數(shù)碼管。四、原理圖繪制與電路仿真四、原理圖繪制與電路仿真 用用p

10、roteus軟件繪制出該電路的原理圖，對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件繪制出該電路的原理圖，對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)展仿真實(shí)驗(yàn)。電路進(jìn)展仿真實(shí)驗(yàn)。在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修正，直至到達(dá)設(shè)在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修正，直至到達(dá)設(shè)計(jì)要求。計(jì)要求。五、電路安裝與調(diào)試五、電路安裝與調(diào)試 1電路規(guī)劃電路規(guī)劃 熟習(xí)電路實(shí)驗(yàn)板的構(gòu)造；熟習(xí)電路實(shí)驗(yàn)板的構(gòu)造；安排好電源正、負(fù)引出線在實(shí)驗(yàn)板上的位置；安排好電源正、負(fù)引出線在實(shí)驗(yàn)板上的位置；做好主要元器件的規(guī)劃。做好主要元器件的規(guī)劃。 五、電路安裝與調(diào)試五、電路安裝與調(diào)試2安裝與調(diào)試方法安裝與調(diào)試方法 電路安裝前，要先檢測(cè)所用集成電路及其它元器件電路安裝前，要先檢測(cè)所用集成電路

11、及其它元器件的好壞。的好壞。安裝完成后，要用萬(wàn)用表檢測(cè)電路接觸能否可靠、安裝完成后，要用萬(wàn)用表檢測(cè)電路接觸能否可靠、電源電壓大小、極性能否正確。電源電壓大小、極性能否正確。一切正常后才干通電調(diào)試。一切正常后才干通電調(diào)試。五、電路安裝與調(diào)試五、電路安裝與調(diào)試 2安裝與調(diào)試方法安裝與調(diào)試方法調(diào)試過(guò)程中，最好分步或分塊進(jìn)展。調(diào)試過(guò)程中，最好分步或分塊進(jìn)展。 首先調(diào)試手控方式模首先調(diào)試手控方式模M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/減可逆計(jì)數(shù)器電路減可逆計(jì)數(shù)器電路: 在該電路的調(diào)試過(guò)程中，能夠會(huì)出現(xiàn)下面兩個(gè)問(wèn)題：在該電路的調(diào)試過(guò)程中，能夠會(huì)出現(xiàn)下面兩個(gè)問(wèn)題：1借位借位TCD反響置數(shù)不正常：顯示的數(shù)比預(yù)置端的數(shù)反響置

12、數(shù)不正常：顯示的數(shù)比預(yù)置端的數(shù)一直少一直少1。處理方法：將。處理方法：將TCD信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)反相器延時(shí)后信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)反相器延時(shí)后送入計(jì)數(shù)器的置數(shù)端。送入計(jì)數(shù)器的置數(shù)端。2輸出端反響清零不正常：計(jì)數(shù)到輸出端反響清零不正常：計(jì)數(shù)到123后下一形狀為后下一形狀為0正常時(shí)應(yīng)為正常時(shí)應(yīng)為124。處理方法：將構(gòu)成反響清零信號(hào)的。處理方法：將構(gòu)成反響清零信號(hào)的4輸入與門改換為兩個(gè)輸入與門改換為兩個(gè)4輸入與非門。輸入與非門。 五、電路安裝與調(diào)試五、電路安裝與調(diào)試2安裝與調(diào)試方法安裝與調(diào)試方法 然后將上述手控方式的可逆計(jì)數(shù)器電路改為自動(dòng)方然后將上述手控方式的可逆計(jì)數(shù)器電路改為自動(dòng)方式的可逆計(jì)數(shù)器電路式的可逆計(jì)數(shù)器

13、電路: : 在該電路的調(diào)試過(guò)程中在該電路的調(diào)試過(guò)程中: :第一步伐試第一步伐試“加加/ /減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路，減計(jì)數(shù)控制信號(hào)自動(dòng)產(chǎn)生電路，使其任務(wù)正常；使其任務(wù)正常；第二步進(jìn)展整體調(diào)試第二步進(jìn)展整體調(diào)試 . .六、設(shè)計(jì)、仿真及實(shí)驗(yàn)問(wèn)題研討六、設(shè)計(jì)、仿真及實(shí)驗(yàn)問(wèn)題研討 1 1、分別闡明集成計(jì)數(shù)器、分別闡明集成計(jì)數(shù)器74LS19274LS192正常計(jì)數(shù)、置數(shù)和清零的正常計(jì)數(shù)、置數(shù)和清零的條件？并舉例闡明同步清零置數(shù)與異步清零置數(shù)條件？并舉例闡明同步清零置數(shù)與異步清零置數(shù)有什么不同？有什么不同？2 2、對(duì)于手控方式模、對(duì)于手控方式模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器電路，假設(shè)減可逆計(jì)數(shù)器電路，假設(shè)改動(dòng)改動(dòng)M M的值，在電路中要作哪些改動(dòng)？的值，在電路中要作哪些改動(dòng)？3 3、對(duì)于自動(dòng)方式模、對(duì)于自動(dòng)方式模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器電路，通電減可逆計(jì)數(shù)器電路，通電開(kāi)場(chǎng)任務(wù)時(shí)，首先作加法計(jì)數(shù)還是減法計(jì)數(shù)？為什么？開(kāi)場(chǎng)任務(wù)時(shí)，首先作加法計(jì)數(shù)還是減法計(jì)數(shù)？為什么？4 4、對(duì)于自動(dòng)方式模、對(duì)于自動(dòng)方式模M M的十進(jìn)制加的十進(jìn)制加/ /減可逆計(jì)數(shù)器電路，假設(shè)減可逆計(jì)數(shù)器電路，假設(shè)改動(dòng)改動(dòng)M M的值，在電路中要作哪些改動(dòng)？的值，在電路中要作