电子课程设计自动循环计数器..

1、河南科技学院新科学院电子课程设计自动循环计数器电路学生姓名：耿彦学号：2013040229班级： 电子132指导老师：李余钱时 间： 2015.5.18-5.311、设计目的 12、内容及要求 13、设计思想 14、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍 24.1、 译码驱动显示部分 24.2、单脉冲产生部分 44.3、电源部分 64.4、 控制部分及循环加减计数部分 75、 总体电路设计图、工作原理及元器件清单 10 6、仿真电路仿真、调试测试结果，出现的问题、原因及解决方法 137、总结设计电路的特点和方案的优缺点 1415参考文献设计题目：自动循环计数器1、设计目的：1. 熟练掌握计数

2、器的应用。2. 加深对加减循环计数和显示电路的理解。2、内容及要求：1. 用集成计数器实行39自动循环计数。2. 电路能实现39加法和39减法循环计数。3 .方案的总体思路根据题目要求，系统可以划分为以下几个部分，基本思想如下：1、译码显示电路部分：计数器输出结果的数字显示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、电源部分，由它向整个系统提供+5V电源。4、加/减控制循环电路部分：实现加/减循环计数器功能由控制部分完成完成3-9加或者减的可逆计数运算。系统方框图如图 1所示。图139加/减可逆自动循环计数器系统方框图4、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介

3、绍4.1、译码驱动显示部分方案一：采用74LS47 TTL BCD 7段高电平有效译码/驱动器，数码管需 选用共阳极数码管方案二：采用74LS48 TTL BCD 7段译码器/内部上拉输出驱动确定方案：由于74LS48输出是高有效且74LS48不需要外接电阻。，故采 用74LS48，所以显示数码管选用LTS547R共阴极数码管。元器件型号的选择及参数计算：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1.82.2V，工作电流1020mA，经查资料，静态显示时10 mA亮度相当IB 1 fVccCC215fLT314/RBOE4131 aRBI 512lbD

4、 611A 710dlGNDlE9Je可观，所以限流电阻 R1R7=(5V-2V)/10mA=300 Q,功率为 0.012 X300=0.03W, 故电阻选用 R1R7=300 Q(1/16W )。图274LS48引脚图LT 灯测试输入使能端。当LT二0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 二000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。B

5、I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。74LS48引脚功能表一七段译码驱动器功能表如表1表174LS48引脚功能表一段译码驱动器功能表十进数或功能输入BI/RBO输出LTRBID C B Aabcdefg0HH0 0 0 0H11111101Hx0 0

6、0 1H01100002Hx0 0 1 0H11011013Hx0 0 1 1H11110014Hx0 1 0 0H01100115Hx0 1 0 1H10110116Hx0 1 1 0H00111117Hx0 1 1 1H11100008Hx1 0 0 0H11111119Hx1 0 0 1H1110011BIxxx x x xL0000000RBIHL0 0 0 0L0000000LTLxx x x xH11111111deft cDPde fO a c f a b共阴扱数码背筲脚復数码管显示原理见图5。一 一 ,亠- -2i 2k A 2k 2k 2、A A并阳极数码管23图3共阴/共阳

7、极数码管内部电路图图4共阴极数码管管脚图4.2、单脉冲产生部分DfC7eB4dALcSbTTS4aRET4BI/RBO 8VccGND621735416+5V1415910111213R1R7300 Q109124675f gfed已 p cbad图5译码驱动显示电路vI2Vcc3.vOVc+5V(a) 555定时器产生单脉冲3R exttwt1 0tC extfext.-R intVCCtA1VCC(Ctvo741216A 2-tBvo1GND17t(b)(b)单稳态触发器74LS121产生单脉冲（c）RS触发器产生单脉冲方案一：用集成555定时器产生单脉冲见图。图（a）方案二：用TTL集成

8、单稳态触发器74LS121。图（b）方案三：用74LS00四一2输入与非门与手动开关。图（c）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确定方案：方案三：用74LS00四一2输入与非门与手动开关。图（c）数据参数：经查阅资料电阻为1千欧。单脉冲产生电路PCB图（如图6）图6单脉冲产生电路PCB图单脉冲产生电路PCB图3D图如图7图7单脉冲产生电路PCB图3D图4.3、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。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

9、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，考虑到数据的准确性和稳定性，决定采用 方案二。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 X1.2 ;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 X1.2 F1V，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

10、电容，3= 1000 pF/16V，C2= 1000 pF/10V，C3、C4为高频滤波电容， C3=0.33 pF，C4=0.1 尸。电源部分电路图，见图8D43D1图8电源部分电路图图9电源部分PCB图图10电源部分PCB图3D图4.4、控制部分及循环加减计数部分方案一：74HC138作为数据分配器。方案二：74LS138作为数据分配器。确定方案：74LS138作为加减控制器。1521 51441351211T1099A bcgynG G G74LS138引脚如图11Vcc1Y0Y2Y341Y51Y6图1174LS138引脚图74LS138逻辑功能表如表2表274LS138逻辑功能表揄入输

11、出控制码数码AA4）w坨耳X1XXX111111110XXXX11111111100000111111110001101111111001011Q11111100111110i1111010I1111011110101111110111011111111011011111111110可逆计数器单元方案一：用两块74LS73 , 74LS04 ,两块74LS08组成异步二进制加减计数 器方案二：74LS192 TTL可预置BCD双时钟可逆计数器。方案三：74LS191TTL同步加/减计数器确定方案：方案三 74LS1901TTL同步加/减计数器（1）集成十进制同步加/减计数器 CT74LS191

12、 ,逻辑功能示意图见图12。CTEW D/UQc Qd GND3clkLOADC0Jvcc JA图12逻辑功能示意图LD为异步置数控制端CT为计数控制端Do-D3为并行数据输入端Q0-Q3为输出端U为加/减计数方式控制端CO/BO为进位输出/借位输出端RC时钟输出端(2) 74LS191功能表见表3表3 4LS191功能表输入输出r说明LbcrUIDCPb3D为Qs Q= Qi Qo0XXX尙虫%鸟直心并行异歩置数100tXXXX加计数CO/BI =Q3Qo101fXXXX减计数COfBI =Q 典应 lQo11XXXXXX保持(3) 加减计数部分仿真电路如图13LI *WT-SSZ平电 -

13、lLJvc：-121-ftX-tlrjc.74LS43O.R1 rt 4rscroiAe kZ* -nrvcc74IS13BDU2 VCC”51-1-R3JSvcc - 874L SMD -H-墨価富器图13加减计数部分仿真电路加减计数部分PCB图如图14DS1ooooo& 制;、yQU2-口Q 一 AAeun*o c o P 0 Ow w . wmn图14加减计数部分PCB图加减计数部分PCB图3D图如图15图15加减计数部分PCB图3D图5、总体电路设计图、工作原理及元器件清单(1 )总体仿真电路图如图16hqhTLTZnTJrsTIr A cE:m图16总体仿真电路图(2 )总体电路PCB图+.R7 R211DS1U6Q iRB q图17总体电路PCB图(3)总体电路PCB图3D图如图18图18总体电路PCB图3D图（4）工作原理介绍：由单脉冲产生单元产生的计数脉冲送至 74LS191的CP端，做加法时，190 的D/U端需接地，通过手动开关S1实现。加法计数当加过9时，在CR/CO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,在此利用开关S1将预置数据3（0011 ）或9（ 1001） 选择一个数据送给191的