数电选举投票记录显示仪的设计课设报告

1、目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 一、概述1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 二、方案论证1 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 三、电路设计2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 以直流电源做信号源的开关电路2 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 完成投票记录的计数器电路3 HYPERLINK l bookmark3

2、4 o Current Document 开关控制的继电器电路及显示电路3 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 四、性能的测试4 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 以直流电源做信号源的开关电路4 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 完成投票记录的计数器电路5开关控制的继电器电路及显示电路7 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 五、结论8 HYPERLINK l bookmark51 o Current

3、Document 六、性价比9 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 七、课设体会及合理化建议9参考文献9 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 附录I总电路图11 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 附录II元器件清单12_、 概述本设计实际生活中主要用于记录有三个候选人和十个选举人规模的选举得票情况，并 予以显示界面显示。可以通过本设计实现各个选举人对相应候选人的投票及投票之后的唱 票操作。本设计用十进制计数器实现选票的记录功能，通过开关以实现投票操作

4、，通过继电器 完成开关控制得票情况的显示与否功能，通过数码管显示各个候选人的得票情况。用三个十进制计数器以完成对应三个候选人的得票情况记录，以0对其进行进行初始 化，以开关控制每个十进制计数器的时钟信号的输入以实现选举人的投票操作，并在其输 出端与相应数码管输入端连接的线路之间插入继电器，并用一个开关来对线路的连通情况 进行控制，以实现总显示按钮功能。总的来说本设计由总显示按钮、内部记录电路、相应候选人按钮、投票按钮四个部分 组成。总显示按钮实现显示得票情况，内部记录电路完成选举人投票情况的记录，相应候 选人按钮实现选举人对候选人选择的操作，投票按钮完成选举人对候选人的投票操作。本设计基本实现

5、三个候选人、十个选举人的投票记录及显示功能，同时完成操作并且 记录相应候选人“选举”、“否决”、“弃权”三种投票结果，闭合相应开关以使其并在相应 数码管显示出来。二、方案论证本设计方案通过确认相应候选人按钮来确定选举人该次投票所要投给的候选人，通过 投票按钮完成选举人投票操作，通过总显示按钮控制候选人得票情况的显示，并通过九个 同步十进制加法计数器74160完成记录和得票情况的输出，并且每三个计数器记录一个候 选人的得票信息。通过确认相应候选人按钮来确定技术脉冲所要输入的输入端是哪一个计 数器，然后通过投票按钮来实现技术脉冲的输入、完成计数器的一次累加。总显示按钮是 基于继电器的电路开关控制特

6、性实现的，通过计数器输出端、继电器、数码管输入端、开 关四者的串联电路以控制计数器输出信号的输出与否实现控制数码管的数字显示。计数信 号由直流电源提供，并设置确认相应候选人按钮为计数信号的总开关，默认投票按钮在无 人投票的时候处于断开状态及默认计数脉冲为低电平状态，通过点击投票按钮产生上升沿 以完成计数器输出信号的累加。同步十进制加法计数器74160以输入端全部接地将计数器 初始置零，并将预置数控制端、异步置零端、工作状态控制端全部接直流电源VCC以保持 高电平，使计数器正常工作即保持计数状态。在总显示按钮电路中，每个计数器输出端与 继电器、数码管输入端连接电路中的四个继电器及对应继电器连接的

7、开关都串联到一个直 流电源，总显示开关组成的电路中，以保证继电器正常工作。在投票按钮与计数器输入端 连接电路中串联一个蜂鸣器以响声表示投票成功。方案功能框图如图1所示。候选人按钮 *投票按钮显示结果总显示按钮计数器图1方案功能框图本设计主要是基于同步十进制加法计数器74160随着计数脉冲上升沿的输入而不断 累加及记忆的特性，通过开关控制计数脉冲的输入来实现设计中的候选人选定及相应投票 功能。方案原理框图如图2所示。图2方案原理框图三、电路设计1.以直流电源做信号源的开关电路其具体电路如图3所示。图3以直流源做信号源的开关电路该电路以12V的直流电源作为信号源，并通过控制开关J16、J15、J1

8、4来分别控制三 个候选人的选定与否，通过开关J19、J18、J17来实现选举人对第一个候选人的投票操作，通过 J 2 3、J24、J通过J21、J20、J22来对第二个候选人实现投票操作 25来实现对第三个候选人的操作。2.完成投票记录的计数器电路其具体电路如图4所示。z图4完成投票记录的计数器电路该电路中计数器A、B、C、D四个输入端全部接地以低电平初始计数器，使之初始输 出为0,并使ENP、ENT、LOAD、CLR四个控制端置1即接直流电源VCC以保证计数器进 入计数状态CLK与上述图3电路相连，输出端与下述图5相连，以显示其记录信息。3.开关控制的继电器电路及显示电路其电路图如图5所示。

9、图5开关控制的继电器电路及显示电路电路分别在计数器各个输出端与相应数码管输入端之间连接一个继电器，并且将四个继电 器与开关、电源组成一个电路回路。实现开关闭合时数码管显示数字。四、性能的测试1.以直流电源做信号源的开关电路其仿真电路图如图6所示。图6以直流源做信号源的开关电路电路开关下闭合时，输出的波形如图7所示。图7电路开关闭合时输出波形图表1电路测试数据表J14J15J16U1U2U3Clk上闭合上闭合上闭合低电平低电平低电平_TL下闭合下闭合下闭合高电平高电平高电平jFL表格中的U1，U2,U3分别表示与开关J15, J14, J16相连的计数器的CLK的输入电平， 而CLK表示输入的脉

10、冲的具体形式。2.完成投票记录的计数器电路在该电路中计数器接受以直流电源做信号源的开关电路以直流电源做信号源的开关 电路的输出信号，并将其作为计数器的时钟信号，以使计数器的输出随着以直流电源做信 号源的开关电路的输出而变化。将计数器输入端A、B、C、D全部接地以实现输入的初始化置零，从而将输出端的输 出数字初始为0。将ENP、ENT、LOAD、CLR四个控制端全部与VCC相连，以使其保持高电 平从而保证计数器进入计数状态。其中左上角为QC的输出波形，左下角为QD的输出波形， 右上角为QA的输出波形，右下角为QB的输出波形。初始状态输出端波形如图8所示。图8初始状态输出波形图当输出为6时，输出波

11、形图如图9所示。图9输出为六时输出波形图表2电路测试数据表CLKQDQCQBQA十进制数字00011_PL0001100102_TL0010200113_PL00113sr01004_TL0100401015_FL0101501106_TL01106011171000810019表格中的CLK为以直流电源做信号源的开关电路的输出信号，QA、QB、QC、QD为计数器的输出。3.开关控制的继电器电路及显示电路表3电路测试数据表开关继电器数码管闭合常闭状态正常显示断开常开状态无显示1）开关断开时，电路如图10所示。图10开关断开时继电器电路及显示电路2）开关闭合时，电路如图11所示。* *Key =

12、 ADCDHEX:. . TL1K31。T 1与？R201A05V4I，4160N 图 11电路中三刀三掷开关的开9闭合时，数码管显示第二个候选人的选票信息;开关电器电路及显示电路J :岫管显示第一个候选人的选票信息;开关二开关三闭合时，数码曾显示第17三个候选人EDR201AQ5nrt15的信息。其中第一个数码管显示候选人获得的支持票得票数，第二个数码管显示候选人获 得的反对票得票数，第三个数码管显示候选人获得的弃权票得票数。以三刀三掷开关中开关一闭合为例，其电路图如图12所示。图11三刀三掷开关开关一闭合时继电器电路及显示电路五、结论通过对设计的性能分析，可以看到用直流电源作为信号源其在开

13、关闭合时具有较强的 稳定性，也就是说在进行投票时不会出现像时钟信号那样按一下按钮而计数器增加的数不 是一的情况，因为时钟信号是一段连续的矩形波，只要闭合开关，计数器会在它的连续输 入下不断增加，就实现不了投票累加的功能。在在总显示开关电路即开关控制的继电器电 路及显示电路中，继电器的应用解决了用一个开关来控制四条线路的断开与否，从而控制 了数码管的输出情况。通过同步十进制加法计数器74160来完成选票的记录，并根据候选 人确认按钮，投票按钮在相应候选人对应的计数器上完成累加。并在总显示开关电路即开 关控制的继电器电路及显示电路中的数码管显示出十进制数字。六、性价比表4日且路期间价格表序号名称型

14、号价格/元1同步十进制计数器741602.52数码管DCD_HEX0.9通过表格可以看出本设计所用器件较少且价格较低，性价比较高。七、课设体会及合理化建议课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。静下心来，仔细分析题目，不断分 化，将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整 合即可。用multisim进行设计的过程中，由于很多元件都不知道用法，在做的过程往往 是思路有了但具体实现却有了问题，所以在课程设计的过程也是一个不断学习的过程，一 个需要我们不断查阅资料，不断应用知识的过程。数字电子技术基础课程设计是配合数字 电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教

15、学环节。它不但能巩固我们已所学的电 子技术的理论知识，而且能提高我们的电子电路的设计水平，还能加强我们综合分析问题 和解决问题的能力，进一步培养我们的实验技能和动手能力，启发我们的创新意识及创新 思维。在整个课程设计过程，既加强了我们的动手能力，又让我们将理论联系实际，在实 践中取得进步，从问题中提高自己。同时，本次课程设计加深了我对数字电子技术基础的 进一步深入理解。熟悉了 multisim软件的用法和功能，为我以后更好地运用multisim 奠定了良好的基础。最后，通过这次课程设计，使我受益颇多。了解到课程实习设计是 开端，连接是关键，测试是必须。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电 路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实 际问题，通过查资料、分析资料及等途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的 态度，独立学习的能力。参考文献阎石主编.数字电子技术.M北京：高等教育出版社，2006年陈振官等编著.新颖高效声光报警器.M北京：国防工业出版社，2005年吴慎山编.数字电子技术试验与实践.M北京：电子工业出版社，2011年郭永贞编.数字电路实验与EDA技术.M南京：东南大学出版社，2010年王泽保等编著.数字电路典型实验范例剖析.M北京：人民邮电出版社，2004年孔欣等编著.数字电路基