数电课程设计38进制计数器解析

课程设计的目的数字电子技术课程是电类专业的主要技术基础课。通过本课程的学习，能够使学生掌握近代数电理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。数字电子技术基础课程设计是学习数字电子技术基础课程之后的实践教学环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充， 其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术的基础知识。学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起， 使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对数字电子技术课程知识的理解和综合应用， 培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力， 以及工程意识和创新能力。设计方案论证2.1Multisim软件介绍Multisim是加拿大InteractiveImageTechnologies(ElectronicsWorkbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、 电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。功能：(1).直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验室工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所

需的测试仪器均可直接拖放屏幕上， 轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如何在真实一起上看到的。(2).丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的170000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能， 创建自己的与器件。（3）.强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引警，通过Electronicworkbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCI仿真、VHDI仿真、电路向导等功能。⑷•丰富的测试仪器提供了22中虚拟仪器进行电路动作的测量：Multimeter（万用表）、FunctionGeneratoe（函数信号发生器）、WattmeteK瓦特表）、Oscilloscope（示波器）、BodePlotter（波特仪）、WordGenerato（字符发生器）、LogicAnalyer（逻辑分析仪）、LogicConverter（逻辑转换仪）、DistortionAnalyer（失真度仪）、SpectrumAnalyzer（频谱仪）等等。这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态交互显示。除了 Multisim提供的默认的仪器外，还可以创建LabVIEW的自定义仪器，使得图形环境中可以灵活地升级的测试、测量及控制应用程序的仪器。（5）.完备的分析手段Multisim提供了许多分析功能：DCoperatingPointAnalysis（直流工作点分析）、ACAnalysis（交流分析）、TransientAnalysis（瞬态分析）、FourierAnalysis（傅里叶分析）、NoiseAnalysis（噪声分析）、DistortionAnalysis（失真度分析）、DCSweepAnalysis（直流扫描分析）、等等。它们利用仿真产生的数据执行分析， 分析范围很广，从基本得到极端的到不常见的都有，并将一个分析作为另一个分析的一部分的自动执行。⑹•独特的射频（RF）模块提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由RF-specific、用于创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器、一些RF-specific分析等组成。⑺•强大地MCU模块支持4钟类型的单片机芯片，支持对外部 RAM、外部ROM、键盘的LCD等外围设备的仿真，分别对4种类型芯片提供汇编和编译支持；所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码，并兼容第三方工具源代码；包含设置断点、编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。2.2设计思路本设计为一个38进制计数器。每隔1s,计数器增1;能以数字形式显示时间。当定时器增到37时，定时器会自动返回到00显示，然后继续计时。本设计中主要设备是两个74LS160同步十进制计数器，并由1KHZ,5V电源。2.3设计方法2.3.1十进制计数电路计数器就是具有统计输入时钟脉冲个数的时序电路， 它是由若干个触发器和门电路组成的。它可以按不同的方法分类，分成加法计数、减法计数和可加减的可逆计数器，或者分成二进制计数器和任意进制计数器（输入几个脉冲后，计数器开始新的循环，则称为几进制计数器），或者还分成同步计数和异步计数（这两种的区别是触发器翻转的时刻不同）。本电路采用74LS160十进制计数器，它是一个具有同步置数，异步清零的可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。功能表如下：表1 4位同步十进制计数器74LS160的功能CPCLRLOADENPENT工作状态X0XXX置零10XX预置数X1101保持X11X0保持（C=0）1111计数2.3.2逻辑器件""■■—*1—'■"■QAagQD:心壬土丄严主74LS160D图1十进制计数器74LS160的引脚图--VGC ■■5V图2电压源VCC：DCDHEXDIGBLUE：—-■ =■-_= 图3数码显示器图4时钟电压源图5与非门74LS00D逻辑图图6接地器件2.4设计原理图图738进制计数器原理图用两片74LS160D和两个数码显示器把各元件连接成如图所示的 38进制的同步计数器，接好地和电源还有数码显示器，计数器U2表示十位，U,表示个位，

Ui把的RCO端接到U2的ENP、ENT端，即个位到9就向十位进位，直到38为止，显示器U4接到计数器的十位上，U3接到计数器的个位，分别显示十位和个位，十位上接0011即3,个位上接1000即8,接到数码显示器上2.5测试方案进入Multisimll.O界面詡电路2-Muttiiiim-［电隣詡电路2-Muttiiiim-［电隣2彳⑴图8Multisimll.O界面在Multisim界面选择所需元件，然后单击放好骑远择元件骑远择元件74LS156DA.74LS156N741S157D74LS157N7<S159D74LS1SSN71LS15D[77<S15N17<S160D7<S160N74LS1C1D74LS161N7<S162D74L5162N74LS163D7<S163N74LS164D7<S164N74LS165D74LS165N74LS166O74LS：66N7O169DT功能：SYNCHRONOUS4-ETTCOUNTERVQflelmanuf./lD：|HT ■吕培0符号伽SI)确定⑼［关泳口【

按索面…谨细抿告Q”

［樓型的)…］帮am2FootprintrTanut/Type!；Hypeflinkj元件：血Searching:图9选择74LS160□元件图數16库:元件:ALPHA_NUMERIC_COM_A_BIJUE|A|ALPHANUMERICCOMAGREE1Selectalfemiliesalpha_numeric_com_a_orju\ALPHAMUMERICCOMARED四VOLTKTER■QAMMETffLPROBEOeuzzat⑥LAMPVIRTUALLAMPHEX_DISPLAY£|BARGRAPH元件：55ALPHA_HJMERICjC?OM^jrHLC三苻号伽切ALPHA_NUMERIC_COM^K_BIJLIEALPHANUMERICCOMKGREEfALPHA_NUMERIC_fOWJ^_0«ArdALPHANUMERICCOMKALPHANUMERICCOMKYELLCDCD^HEXDCDHEXBLUEDCD-HEXDIG_BLUEDCDHEtDIGGREENDCDHEXDIGORANGEDCD_rex_DiG_REODCDHEKDIGVHLOWDCDHEXGREENDCD.hECjDRANGEDCDHEXYELLWPLU5_MD<JS_OrcPLUSMINUSONEBLUEnrSearchiing:Cb^talHekDisplay-7SegmentModelmanof,/ID:Generic/DIG7SKFootprintmanuf./Type:Hyperllnl^图10选择数码显示器元件图U4图11放置好的各元件图U4图11放置好的各元件图确认电路无误后，单机仿真按钮，实现对电路的仿真，并观察结果。设计结果与分析3.1仿真步骤再按运行，便把各个元件连接好后，在主菜单中点击仿真后在下面出现对话框，可出现运行的结果。

再按运行，便話电•［电羞1、］跆文件旧漏销田4tg(V)S7E(P}MCU仿言⑤转◎迪)ZH<D报表®Wlffl高匚凶毎曲止DJSJKJ5?QB挣四国此*--囲的元畔一-F6d2£lDCDHEXDID-•Qf>crv…74LS1C0D頁津仪泉T据：：LI5B話电•［电羞1、］跆文件旧漏销田4tg(V)S7E(P}MCU仿言⑤转◎迪)ZH<D报表®Wlffl高匚凶毎曲止DJSJKJ5?QB挣四国此*--囲的元畔一-F6d2£lDCDHEXDID-•Qf>crv…74LS1C0D頁津仪泉T据：：LI5B：UieTolerJHites:74LSODD'-层次［可见丨顷目视副运行A-・B--EKF'欤--数字仿SiSSdD^-CLH/Run/reEumesimuhtiorL&adSimulationSetting!...SaveSimuldti&nSdtiiigs...積連蚤姣0^81sD色匚二说计丁耳均炉匡］區1b_■专止仪器◎圜后处理器回…访頁昔凄日击•'吗備XSpict命香行接口图12运行过程图3.2运行结果如下表所示，为38进制计数器在起点00和终点37处的运行图gDCDHEX.DIGfiLUE□CDHEXDIGBLUE心・-•旳以...皿74LS160D74LS16BD•…m⑥旦毬qgDCDHEX.DIGfiLUE□CDHEXDIGBLUE心・-•旳以...皿74LS160D74LS16BD•…m⑥旦毬q炉画囲n智％囚”圜疗口 俎比八悦岳的元1牛k" ■•*三L三t三住4-<1-HIK>y43-7£|g珀『-T+<4>比■出<□if0E1|姫二躍｝VttJJUl 二J马1kHz5V图1338进制计数器起点00肋文畔旧巒旧呃国吃I战&臼tdCLJ怙頁国转戾因工貝①准规）远氐迎宕口掘»2t（hD：：：D5B：：我圭::r4L$O0D：:图1438进制计数器终点37运行后随时按暂停（Pause键，便可停到0到37任意数字。通过以上的仿真验证分析，所得的结果与所选择设计的方案结果一致，从 00状态运行到37状态，可知得到的仿真结果与理论分析结果是相同的， 而使用Multisimll.O逻辑器件仿真软件进行数字电子电路仿真更简单、方便、准确。在实验进行的过程中，会因为线路连接错误或十位个位数字接反等原因， 会造成很多错误，从而使电路运行不出结果，因此，连接完电路以后一定要进行检查。设计体会本设计原理简单，结构清晰，较为容易仿真成功。数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节，是对学生学习数字电子技术的综合训练。学生根据某一课题技术指标或逻辑功能的要求， 独立进行电路设计，工程估算，实验测试与调整等，通过这次的数字电子技术的设计使我学会了如何使用 Multisim软件的方法和一些仿真电路的设计，以及可以准确的得到仿真结果，使我可以把理论与实的基础际相结合，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，为以后的学习和工作打下坚实的基础，通过学习数字电子技术这一学科可以更好的了解数字电子， 并且通过课设使我提高了综合运用理论知识和专业知识解决实际工程问题的能力、以及创新能力。Multisim软件的使用，使我找到了很多以前没有完全了解的知识，并学会了如何画电路图，如何选择