数电课程设计01887

1、 数电课程设计 课程题目: 数字计步器 学 号： 311208002411 班 级： 电仪12-01 姓 名： 公博 指导老师： 朱红伟 目录摘要······································

2、;·········································3前言········&#

3、183;·················································&#

4、183;····················4设计要求····························

5、83;··········································5系统框图······

6、3;·················································

7、3;··············5电路设计及元器件选择··································

8、;·············6电路图及工作原理···································&#

9、183;···················9元器件清单·····························&#

10、183;····································13总结············

11、3;·················································

12、3;···············13心得体会·································

13、3;····································14摘要：本次课程设计设计的是一个数字计步器，通过采用脉冲信号来代替脚的每次行走所引起的震动，通过运用74LS390实现计数功能，采用数码管来显示步数并通过74LS

14、47来实现对数码管的驱动，并且具有一定的复位清零功能。首先设计好原理图，然后通过仿真软件来实现电路图的校正和检验，最终得到正确的电路图。通过本次课程设计可以更好的掌握理论课所学数字电子技术基础中的译码器和计数器部分。并增加动手实践机会。关键词： 脉冲信号、计数器、译码器、数码管前言：当今社会生活节奏越来越快，人们习惯于公司、家里、路上俩点一线的生活，运动锻炼越来越少，各种疾病越来越多。而走路作为最简单且有效的锻炼方式正越来越流行，所以本次课程设计选择做一个数字计步器，可以有效的知道你运动的步数，具有很强的实际应用意义。本数字计步器，采用4位数字显示步数，设计采用可以每走一步，开关闭合一次的水银

15、开关，并配备相应的复位功能。由于经费和实验条件问题，所以暂时采用脉冲信号来代替脚的每次行走所引起的震动。既然设计的是计步器，所以为了实现对移动步数的累计，我选取74LS390计数器来实现。为了知道自己走了多少步，采用了LED数码管来显示数据并采用74LS47七段译码器来驱动数码管。该电路由输入模块，计数模块，译码模块，显示模块,清零模块五部分构成。输入模块由按键开关产生脉冲信号来实现；记数模块由两块双十进位计数器74LS390和一块74LS08连接而成；译码模块是通过四片74LS47和LED管。 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

16、习奠定坚实的基础。一、设计要求：1、基本要求：采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，主人走一步的时候，开关闭合一次2、参考原理：本系统的原理和计数器相同、但是要注意开关的抖动以及信号的整形问题。二、系统框图:通过2个74LS390级联来达到数字计数功能，计数按十进制，采用四位制。每个74LS390的输出端连接74LS47实现译码功能。然后接数码管来实现显示功能。电路的结构可分为5部分：输入模块，计数模块，译码模块，显示模块,清零模块。系统框图：译码器译码器译码器数码管显示数字数码管显示数字数码管显示数字CP脉冲信号数码管显示数字译码器个位计数器十位计数器百位计数器千位计数器 计步器系统框图

17、三、电路设计及元器件选择：输入模块:采用一个按键开关，当开关打开时第一级计数芯片INA端接地为低电平，按钮开关闭合时INA端接收到高电平，按钮松开的瞬间回到低电平产生一个下降沿触发信号，计数芯片接收到信号转换成二进制输出给译码器。 记数脉冲电路计数模块：这是整个电路设计的关键，由于74LS390是双十计数芯片，使其下一级计数器的脉冲输入端INA的信号由上一级的输出端QA和QD通过74LS08相与后输出提供，上一级（如个位计数器）计数到9时，QA,QD相与为1，下一级（如十位计数器）INA端接收到高电平，当上一级再接收到一个信号时，QD,QC,QB,QA输出为0000，QA,QD相与为0，下一级

18、INA端接收到低电平由高电平变成低电平，下降沿触发使此级计数器（十位计数器）工作计数1，实现进位。 进位发生器显示模块：在数字显示系统中，经常采用简易数字显示电路，将实验结果用数码管直接显示出来，以便监视系统工作情况。在本设计显示模块中我们采用数码管的显示系统，它由74LS47和共阳数码管组成。 七段数字显示系统原理图 清零模块： 清零模块是将74LS390的清零端CLR短接后接到单刀双置开关的一个管脚开关的另两个角一个接电源一个接地。74LS390的清零端CLR高电平有效。当将开关接地端接通时清零端CLR无效当接电源端接通时清零端CLR有效将计数器清零数码管显示为零从而实现了清零功能。 计数

19、清零电路 计数器74LS390管脚图当74LS390的QA端和INB端短接，QA作为输出，INA作为脉冲的输入端时该计数器实现的是8421码计数如果将QD端和INA端短接，QD作为输出INB作为脉冲的输入端实现的是BCD5421码计数。我们采用的是BCD8421码计数故将QA端和INB端短接。译码器74LS47管脚图：数码管管脚图： 74LS08管脚图： 4、 电路图及工作原理计步器原理图74LS390是下降沿触发的计数器，当开关J2开合时瞬间会产生一个下降沿脉冲，计数器开始工作。输出端将数以二进制的形式输入到译码器的输入端,译码器将数译码后输入到数码管使其显示计数器所计的数。由于74LS39

20、0是一个双十计数芯片，下一级的计数器的脉冲输入端INA的信号是由上一级的74LS390的输出端QA和QD相与后的输出提供的。当第一级计数计到9以前，QA和QD相与的结果都是低电平，下一级的INA端始终为低电平。当计数到9时，二进制1001，QA和QD相与的结果由低电平变为高电平，但74LS390是下降沿触发的故下级计数器此时不计数,当此级再来一个脉冲时,由于芯片计数性质，此级计数器由9变为0,二进制对应0000，此刻下级的INA端由高电平变为低电平,对于74LS390而言接收到一个下降沿,下一级的计数器开始计数,此时数码管显示的数为0010，依次类推，可以实现从0000到9999的计数。74L

21、S390的CLR端高电平有效，当J2开关打到地端实现清零。在开关J1处用了积分电路，它的作用是防止开关的抖动造成计数器计数不准确而且电容可以用来滤波对信号进行整形。 当开关J1打开时电路处于低电平状态,当开关J1打下来时电路处于高电平,从而能实现目的.记数脉冲产生电路用于控制计数状态,当打下开关时系统将处于工作状态即进行数值累加.由于工作电路计数芯片74390是下降沿触发的计数器,所以要使电路工作就必须输入下降沿脉冲即由电压瞬时由高电平变为的电平来提供有效沿,图中电阻和电容的组合是为了防止干扰,使电路有一定的时间常数,在闭合开关时,不至于同时产生几个脉冲而影响电路计数.使用单刀双掷开关来控制7

22、4LS390的清零端使电路清零。 译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出的高、低电平信号。常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器。译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。 74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，下表列出了74LS47的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。74LS47是BCD-7段数码管译码器/驱动器， 74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字,通过它解码， 可以直接把数字转换为数码管的显示

23、数字。 74LS47为低电平作用引脚功能  (1)LT()：试灯输入，是为了检查数码管各段是否能正常发光而设置的。当LT()=0时，无论输入A3 ，A2 ，A1 ，A0为何种状态，译码器输出均为低电平，也就是七段将全亮,若驱动的数码管正常，是显示8。 (2)BI()：灭灯输入，是为控制多位数码显示的灭灯所设置的。当BI()=0时，不论LT()和输入A3 ，A2 ，A1，A0为何种状态，译码器输出均为高电平，使共阳极数码管熄灭。   (3)RBI()：灭零输入，它是为使不希望显示的0熄灭而设定的。当对每一位

24、A3= A2 =A1 =A0=0时，本应显示0，但是在RBI(-)=0作用下，使译码器输出全为高电平。其结果和加入灭灯信号的结果一样，将0熄灭。 (4)RBO()：灭零输出，它和灭灯输入BI()共用一端，两者配合使用，可以实现多位数码显示的灭零控制。 仿真电路硬件消抖电路设计 五、元器件清单：74LS390双十进制计数器2个74LS47BCD七段15V输出译码器4个74LS08二输入端四与门1个74LS00二输入端四与非门1个LED数码管共阳数码管4个电阻1002个插槽14脚2个插槽16脚4个电压源5V1台六、总结我认为本数字记步器特点就是当开关K1被不断的开关时形成下降沿脉冲，通过74LS390的脉冲输入端INA输入到计数器74 LS 390 ，