数字逻辑课程设计 数字记步器

1、 课程设计说明书课程设计名称： 数字逻辑课程设计 课程设计题目： 数字计步器 学 院 名 称： 信息工程学院 摘要本课题是为了实现对移动步数的累计，在人体移动时水平位置发生变化从而触动水银开关使电路实现间断性的接触，从而产生脉冲信号使计数电路实现累计，达到记录人体移动步数的目的。在设计该电路时，由于要实现对移动步数的累计故要用计数器来计数。为了清楚的知道自己任何时候走了多少步采用了led数码管来显示数据并用bcd七段译码器来驱动数码管。故该电路由输入电路，计数电路，译码电路三部分构成。其中，输入电路由一个脉冲计数产生电路和一个置零电路组成；记数电路由四块74hc160连接而成；译码电路是通过四

2、片tc5022bp和电阻以及led数码管连接组成。通过此次试验，更进一步了解什么是电子技术，知道如何设计电路来实现某些具体的功能。此次试验为以后的学习奠定了坚实的基础。关键字：记步器，译码，数码管目录 前言4第一章 计步器的概述 1.1记步器的特点及应用5 1.2设计任务和具体要求5 1.3系统组成5第二章 设计方案及工作原理2.1 工作原理72.2 设计方案7第三章 调试及结果分析8第四章 总结9参考文献10附录一10附录二12附录三13前言开设本次电子课设，就是为了锻炼我们对记数器知识的了解和应用，以及培养我们对实际问题的解决能力，以利于我们今后的学习和工作。为了实现数字进位记步，我们选用

3、按扭开关来模拟人走路，同时加上大电阻和大电容，以保护电路，不被烧坏，同时消除电路中的干扰，这点非常重要。同时该电阻和电容构成的积分电路解决了开关的抖动问题从而就解决了信号的输入问题 ，使得信号的累加和进位更加准确。用74hc160就可以实现0-99的进位为实现0-9999的进位再加上四片tc5022bp译码器和四个led数码管就可以将74hc160输出的数字显示出来。本次设计型实验让我们初步的了解了电子技术的意义，让我们初步的了解到如何将平时所学到的知识运用到现实生活中也就是让我们体会到生活中的许多科技产品就是用我们所学的简单知识通过综合制造出来的。此次实验在一定程度上锻炼了同学们的实际动手能

4、力和解决实际问题的能力，为我们今后的学习和工作作了铺垫。第一章 记步器的概述 1.1 记步器的特点及应用随着社可或缺的核心地位。会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域占有不。如今计数器广泛应用于各种电子产品中，譬如，时钟、心率表、运动腕表、手表、全自动电子血压计、温度湿度计、气预报计等等。记步器中也用到了计数器。记步器的特点是它可以将人走完一段路程所走的步数记录下来，记步器被应用于健身器材上，它可以定量记录每天运动的多少。记步器可以显示步数、运动时消耗的热量和调节灵敏度。1.2设计任务和具体要求 设计要求：用四位数字显示器显示步数，传感器用水银开关，人走一步时

5、，开关闭合一次。原理：和计数器相同。设计电子计步器能够实现09999的计数、清零功能。1.3系统组成电路的结构大致可分为4部分：（1） 计数部分单独的一个74hc160芯片能够起到十进制计数功能，其引脚如图1所示：1、2为脉冲输入端，3、4、5、6为输入信号部分，9为电压输入端，7、10为使能端，11、12、13、14为输出端，15为进位端；（2） 译码器驱动部分芯片tc5022bp引脚如图所示，实现四线七段译码功能，1为进位端，2为电压输入端，3接地，4、5、6、7为输入端，9、10、11、12、13、14、15为输出端；(3) led显示部分单独的一个led显示器能够显示0-9数字的变化，

6、逢9向高位进1，四个led显示器实现09999的计数功能。(4) 输入部分 直接接入实验箱提供的cp连续脉冲，驱动计数器正常计数工作。第二章 设计方案及工作原理2.1 工作原理 74hc160是一种10进制计数器，只要能够完成进位功能就可以用足够多的74hc160计数比较大的数据。实验需要完成0-9999的计数，所以由4个74hc160即可完成实验。 计数器的输入信号由脉冲信号提供，显示部分由led显示管显示。可以说实验的重要部分就是如何用十进制计数器来完成进位的任务。 输入部分由手动开关和脉冲信号来完成均可。2.2 设计方案：74hc160是一种10进制计数器，就是说计数是从“0”到“9”。

7、到“9”的时候就产生进位信号。利用这个信号，可以用2个74hc160做成100进位的计数器，用3个74hc160可以做成1000进位的计数器。现在要求计数到9999，也就是10000进位的计数器，所以需要使用4个74hc160。计数器原理参考教材计数器，进行设计。 按照原理图连接实验电路，开启计数开关将输入信号改为电路板上的秒脉冲，电子计步器计数值能够显示09999的变化全过程，使用复位开关也清楚地看到显示部分能够从某一特定值清零。第三章 调试及结果分析刚开始的时候，我们是先把电路都连好了之后，打开开关一看，led屏幕还是灰暗的。所以我们就一个一个的连。具体步骤如下：当接入第一个逻辑元件74h

8、c160时，停下连接到另外的74hc160上，将其单个连接成一个计数部件，看其在数码管上正常进位显示。若数码管上显示的数字出现异常，可以依次对出入输出的线路逐次排查，直到显示的数字正常即可进入下一个元件的连接。 当打开电源时，发现led屏幕不按照开关频率而变化，所以我们放弃了用水银开关，用电子箱上的秒脉冲信号源代替水银开关。主干计数部分调试好了，现在只要接入逻辑开关，用个逻辑开关来控制，接入后能达到暂停、保持计数就完成了。 在调试中，大多数的电路都会存在一些问题，通常都是些小问题。通常要对每一个功能电路模块进行逐一排查，因此排查过程需要特别有耐心，才能顺利完成调试。尤其要注意的是线路之间接口是

9、否接触不良。 总结平时我只知道不断的接受老师授予我们的知识，可却很少知道所学的知识到底有什么用，到底可以用在哪些地方。我总是很茫然。通过这次基础课程设计，让我对这方面有了一定的了解，这样让我学习的积极性得到了提高。平时在这方面也会开设一些实验但那些都只是些验证性的实验。很少有机会去自己设计电路。这次基础课程设计让我在这方面得到了锻炼。通过这次基础课程设计,让笔者知道在设计电路时考虑的远比课堂上所学的要多。实际中总有很多限制因素是必须要考虑的。设计思路决定产品的成本，性能等相关问题，因此一个良好的设计思路，是电路的核心。在布线时原以为可以随意的将芯片插在电路板上就行了，但通过这次实验让了解到芯片

10、不是可以随意插的，那样会导致连线很乱同时会造成排故障时很麻烦。这次基础课程设计还让我知道排故障时要一步一步的查，要有规律的去查这样可以减少许多不必要的麻烦。此外也让我知道了作实验前找好足够的资料是很重要的，同时芯片的功能表、管脚图对电路的设计都是相当重要的。这次实验让我了解了如何使用仿真软件，这样可以帮助自己初步了解自己的设计是否正确，但仿真只能作为参考，有的时候仿真实现不了的电路在实际制作中是可以得到想要的效果的，所以仿真只是作为参考。原来总觉得科技产品是很神奇的东西，但通过这次的实验让我知道，它并不是那么要不可及的，只要去专研，去动手，自己也可以制造出科技产品，而且耐心和恒心也是不可缺少的

11、。这次基础课程设计锻炼了笔者的动手能力，焊接技术也得到了提高。总之，本次电子课程设计有机地将理论与实践相结合了，既考察了我对理论知识的掌握情况，还反映出笔者实际动手能力，更主要的是它激起我创新思维，为今后的进一步学习创下良好条件，为以后的就业也打下根基，真可谓一举多得。同时也让我意识到自己的水平，今后应该更加努力学习理论知识，为今后的设计制作奠定基础，而且要及时吸收先进技术紧跟时代步伐参考文献：1. 李维.数字电路课程设计及实验.大连理工大学出版社.2008.2. 赵淑范、王宪伟.电子技术实验与课程设计.清华大学出版社.2006.3. 刘宝琴等.数字电路与系统.清华大学出版社.20074. 王鲁杨.电子技术实验指导书.中国电力出版社.20085. 白中英