數(shù)字電路60進制計加法數(shù)器設(shè)計報告與資料下載

• 1概述
  

計數(shù)器是一個用以實現(xiàn)計數(shù)功能的時序部件，它不僅可用來及脈沖數(shù)，還常用作數(shù)子系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運算以及其它特定的邏輯功能。

    計數(shù)器種類很多。按構(gòu)成計數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個時鐘脈沖源來分，有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。根據(jù)計數(shù)制的不同，分為二進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器和任意進制計數(shù)器。根據(jù)計數(shù)器的增減趨勢，又分為加法、減法和可逆計數(shù)器。還有可預(yù)制數(shù)和可變程序功能計數(shù)器等等。目前，無論是TTL還是CMOS集成電路，都有品種較齊全的中規(guī)模集成計數(shù)器。使用者只要借助于器件手冊提供的功能和工作波形圖以及引出端的排列，就能正確運用這些器件。

計數(shù)器在現(xiàn)代社會中用途中十分廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)、各種和記數(shù)有關(guān)電子產(chǎn)品。如定時器，報警器、時鐘電路中都有廣泛用途。在配合各種顯示器件的情況下實現(xiàn)實時監(jiān)控，擴展更多功能。

1.1計數(shù)器設(shè)計目的

• 每隔1s，計數(shù)器增1；能以數(shù)字形式顯示時間。
• 熟練掌握計數(shù)器的各個部分的結(jié)構(gòu)。
• 計數(shù)器間的級聯(lián)。
• 不同芯片也可實現(xiàn)六十進制。
  

     1.2計數(shù)器設(shè)計組成

• 用兩個74ls192芯片和一個與非門實現(xiàn)。
• 當(dāng)定時器遞增到59時，定時器會自動返回到00顯示，然后繼續(xù)計時。
• 本設(shè)計主要設(shè)備是兩個74LS160同步十進制計數(shù)器，并且由200HZ，5V電源供給。作高位芯片與作低芯片位之間級聯(lián)。
• 兩個芯片間的級聯(lián)。
  

• 2.六十進制計數(shù)器設(shè)計描述
  

      2.1設(shè)計的思路

• 芯片介紹：74LS192 為加減可逆十進制計數(shù)器，CPU端是加計數(shù)器時鐘信號，CPD是減計數(shù)時鐘信號RD=1時無論時鐘脈沖狀態(tài)如何，直接完成清零功能。RD=0，LD=0 時，無論時鐘脈沖狀態(tài)如何，輸入信號將立即被送入計數(shù)器的輸出端，完成預(yù)置數(shù)功能。
• 十進制可逆計數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表
• 74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示：
  

圖中：為置數(shù)端，為加計數(shù)端，為減計數(shù)端，為非同步進位輸出端，          為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。

• 利用兩片74ls192分別作為六十進制計數(shù)器的高位和低位，分別與數(shù)碼管連接。把其中的一個芯片連接構(gòu)成十進制計數(shù)器，另一個通過一個與門器件構(gòu)成一個六進制計數(shù)器。
• 如下圖：
  

        

       2.2設(shè)計的實現(xiàn)

• 兩芯片之間級聯(lián)；把作高位芯片的進位端與下一級up端連接這是由兩片74LS192連接而成的60進制計數(shù)器，低位是連接成為一個十進制計數(shù)器，它的clk端接的是低位的進位脈沖。高位接成了六進制計數(shù)器。當(dāng)輸出端為0101 的時候在下個時鐘的上升沿把數(shù)據(jù)置數(shù)成0000 這樣就形成了進制計數(shù)器，連個級聯(lián)就成為了60進制計數(shù)器，分別可以作為秒和分記時。
• 方案的實現(xiàn)：
  

使用200HZ時鐘信號作為計數(shù)器的時鐘脈沖。根據(jù)設(shè)計基理可知，計數(shù)器初值為00，按遞增方式計數(shù)，增到59時，再自動返回到00。此電路可以作為簡易數(shù)字時鐘的分鐘顯示。下圖為60進制計數(shù)器的總體框圖。

圖1   系統(tǒng)總體框圖

• 3. 六十進制計數(shù)器的設(shè)計與仿真                                                
  

       3.1基本電路分析設(shè)計

• 十進制計數(shù)器（個位）電路本電路采用74LS160作為十進制計數(shù)器，它是一個具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進制上升沿計數(shù)器。
• 功能表如下；
  

                                                  表1  十進制計數(shù)器功能表

         

圖2  十進制計數(shù)器（個位）

• 十進制計數(shù)器（十位）電路
  

              圖3  十進制計數(shù)器（十位）

• 時鐘脈沖電路
  

圖4  時鐘脈沖電路

• 置數(shù)電路
  

                                                                   

• 進位電路
  

      

  圖6   進位電路

• 譯碼顯示電路
  

         

• 選定儀器列表
  

• 進入Multisim10.0界面
  

• 右擊空白處，選擇放置元件，進入元器件選擇區(qū)，選擇要放置的元件，然后單擊放置。
  

• 放置好各種器件之后，即可進行線路連接，同時標(biāo)明所需參數(shù)值。設(shè)置元器件的參數(shù)時，用鼠標(biāo)雙擊，彈出屬性對話框，分別給元件賦值，并設(shè)置名稱標(biāo)號。
  

           

• 確認(rèn)電路無誤后，即可單擊仿真按鈕，實現(xiàn)對電路的仿真工作。
• 觀察結(jié)果看是否與理論分析的預(yù)測結(jié)果相同。
  

• 4.總結(jié)
  

  4.1遇到的問題及解決方法

• 在設(shè)計過程中我查閱了大量的資料，了解了許多關(guān)于計數(shù)器設(shè)計方面的問題，進一步理解了各種元器件的使用方法。
• 這次課程設(shè)計讓我學(xué)到了很多，不僅掌握了簡單的電子電路的設(shè)計與制作，也掌握了畢業(yè)設(shè)計寫作的方法和格式。在制作電路時，我深深體會到連接電路時一定要認(rèn)真仔細(xì)，每一步驟都要認(rèn)真分析。
• 本次課程設(shè)計也反映出很多問題，比如競爭—冒險現(xiàn)象是很常見的，并且消除此現(xiàn)象并不是很容易，尤其是對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路而言，往往消除了一處競爭—冒險現(xiàn)象，又產(chǎn)生了另一處，此問題需要我以后多加注意。
  

         4.2實驗的體會與收獲

• 本設(shè)計原理簡單，結(jié)構(gòu)清晰，較為容易仿真成功。從本次課程設(shè)計中使我獲益匪淺，
• 在實驗過程中要用心面對每一個問題，通過不斷的努力去解決這些問題.在解決設(shè)計問題的同時自己也在其中有所收獲。
• 首先使我對數(shù)電這門課程有了更深的體會，通過對60進制計數(shù)器的設(shè)計使我將以前所學(xué)的理論知識運用到實際中去，使用Multisim軟件進行仿真，使我找到了很多以前沒有完全理解的知識，通過再次查找資料，我又學(xué)會了很多。
• 通過這次設(shè)計我深刻感到自己的知識十分有限，在以后的課程學(xué)習(xí)中一定要認(rèn)真學(xué)習(xí)理論知識，充實自己。
  

60進制計數(shù)器設(shè)計.doc (235 KB, 下載次數(shù): 14)

2018-1-9 16:49 上傳

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