數(shù)電課設(shè)(二)要點

方 楮＞金電蔡晶也太劈，改孝稅 課程設(shè)計（論文） 課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 題 目： 彩燈循環(huán)控制器的設(shè)計 院（系）： 信息與控制工程系 專業(yè)班級： 電子信息科學與技術(shù) 姓 名： **** 學 號: 201206030227 指導(dǎo)教師： *** 2015年1月9日 西安建筑科技大學華清學院 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 專業(yè)班級：電子信息科學與技術(shù) 1202級學生 學生姓名： 二 指導(dǎo)教師（簽名） 、一課程設(shè)丁 （論文）題目 設(shè)計任意模值的計數(shù)器 二、本次課程設(shè)計（論文）應(yīng)達到的目的 任意模值的計數(shù)器的設(shè)計，并仿真實現(xiàn)。 三、本次課程設(shè)計（論文）任務(wù)的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)― 參數(shù)、設(shè)計要求等） 用74LS160實現(xiàn)六十進制計數(shù)器，并用邏輯分析儀觀測輸出、進位輸出 和時鐘脈沖。（A組采用異步級聯(lián)構(gòu)成模100計數(shù)器，再用清0法實現(xiàn)；B 組采用采用同步級聯(lián)構(gòu)成模100計數(shù)器，再用清0法實現(xiàn)；C組采用大模 分解法，用清0法實現(xiàn)。） 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻： 1 .楊頌華，:毛官等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].西安電子科技大學出版社， 2009. 2 .尹勇，李林凌.Multisim 電路仿真入門與進階[M].北京：清華大學出 版社，2005. 3 .黃智偉，李傳琪等.基于Multisim 2001的電子電路計算機仿真設(shè)計與分 析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004. 4 .王澤保，趙博.數(shù)字電路典型實驗范例剖析[M].北京：人民郵電出版社, 2004. 五、審核批準意見 教研室主任（簽字） 域 田金也曩利也支劈率然考晚 課程設(shè)計（論文）用紙 摘要 要獲得N進制計數(shù)器，常用的方法有兩種：一是用時鐘觸發(fā)器和門電路來 設(shè)計：二是用集成計數(shù)器來構(gòu)成。當要得到一些進制數(shù)大的計數(shù)器時，用時鐘觸發(fā)器 和門電路來實現(xiàn)就顯的很復(fù)雜。我們就可以用集成計數(shù)器來構(gòu)成，當然集成計 數(shù)器是廠家已定型的產(chǎn)品，其函數(shù)關(guān)系已被固化在芯片中，狀態(tài)分配以及編碼 我們自己是不可以更改的，而且多為純自然態(tài)序編碼，因而利用清零端或置數(shù) 控制端，讓電路跳過某些狀態(tài)而得 N進制的計數(shù)器。 關(guān)鍵詞：時鐘觸發(fā)器，集成計數(shù)器 1 嫁 田金立曩副也夫瞥申然學晚 課程設(shè)計（論文）用紙 目 錄 1摘要 第 1頁 2設(shè)計任務(wù) 第 2頁 3設(shè)計方案 第 2頁 4 .整體電路圖的仿真測試及性能檢測 第8頁 5 .收獲與心得 第11頁 6 .參考書目 第12頁 # ⑨ 中金立曩制也支劈率然考晚 課程設(shè)計（論文）用紙 第一部分 設(shè)計任務(wù) :1.0、設(shè)計題目 I 設(shè)計任意模值的計數(shù)器 I 1.1設(shè)計要求 I 任意模值的計數(shù)器的設(shè)計，并仿真實現(xiàn)。 | 1.2、題目分析 ; 要實現(xiàn)60進制的計數(shù)器，單用一片計數(shù)器無法實現(xiàn)，我們可以利用級聯(lián)方 | 式獲得大容量N進制計數(shù)器，60進制的計數(shù)器就可以由六進制和十進制計數(shù)器 ： 級聯(lián)起來構(gòu)成。 | 第二部分 設(shè)計方案 1）概述： ； 1.每隔1s,計數(shù)器增1;能以數(shù)字形式顯示時間。 : 2.當定時器遞增到59時，定時器會自動返回到00顯示，然后繼續(xù)計時。整個 二 ;計數(shù)過程中，X1即發(fā)光燈會顯示進位信號。 j 3.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 0.05 HZ , 5V電 ，源供給。 2）、設(shè)計方案框圖 ： 使用0.05KHZ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) j 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 第三部分 電路設(shè)計 3.1 74LS160 簡介 74LS160特點：1用于快速計數(shù)的內(nèi)部超前進位；2用于n位級聯(lián)的進位輸 出；3同步可編程序；4有置數(shù)控制線；5二極管箝位輸入；6直接清零；7同步 計數(shù)。 說明：這種同步可預(yù)置十進計數(shù)器是由四個 D型觸發(fā)器和若干個門電路構(gòu) 成，內(nèi)部有超前進位，具有計數(shù)、置數(shù)、禁止、直接（異步）清零等功能。對 所有觸發(fā)器同時加上時鐘，使得當計數(shù)使能輸入和內(nèi)部門發(fā)出指令時輸出變化 彼此協(xié)調(diào)一致而實現(xiàn)同步工作。這種工作方式消除了非同步（脈沖時鐘）計數(shù) 器中常有的輸出計數(shù)尖峰。緩沖時鐘輸入將在時鐘輸入上升沿觸發(fā)四個觸發(fā)器。 消除是異步的（直接清零），不管時鐘輸入、置數(shù)輸入、使能輸入為何電平，清 除輸入端的低電平把所有四個觸發(fā)器的輸出直接置為低電平。超前進位電路無 須另加門，即可級聯(lián)出n位同步應(yīng)用的計數(shù)器。它是借助于兩個計數(shù)使能輸入 和一個動態(tài)進位輸出來實現(xiàn)的。兩個計數(shù)使能輸入（EN所口 ENT計數(shù)時必須是 高電平，且輸入ENT必須正反饋，以便使能動態(tài)進位輸出。因而被使能的動態(tài) # ③ 中金也曩利也支劈率緯學晚 課程設(shè)計（論文）用紙 進位輸出將產(chǎn)生一個高電平輸出脈沖， 其寬度近似等于QA俞出高電平。此高電 平溢出進位脈沖可用來使能其后的各個串聯(lián)級。使能 ENP和ENT俞入的跳變不 受時鐘輸入的影響。電路有全獨立的時鐘電路。改變工作模式的控制輸入（使 能ENP ENTIH青零）縱使發(fā)生變化，直到時鐘發(fā)生為止，都沒有什么影響。計 數(shù)器的功能（不管使能、不使能、置數(shù)或計數(shù)）完全由穩(wěn)態(tài)建立時間和保持時 問所要求的條件來決定。 1）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 CP RD LD EP ET 工作狀態(tài) X 0 X X 直彎 1 1 0 X X 預(yù)置數(shù) X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持 t 1 1 1 1 計數(shù) 2）連接方式 進十脈 十 <鐘 量時 數(shù)的 譯資顯示 ET QO QL Q2 Q3 C EP 74LS160 5 CF DO DI D2 D3 RD 時鐘脈沖 +進制計數(shù)器（個位） 圖2十進制計數(shù)器（個位） 5 ⑨ 中金立曩利也夫劈申然考晚 課程設(shè)計（論文）用紙 7 3.2、 十進制計數(shù)器（十位） 譯碼顯示 ET QO QI Q2 03 3.3、 3.4、 3.5、 株豺髓信號-HCP DO 時鐘脈沖電路 置數(shù)電路 進位電路 74LS160 DI D2 D3 圖3十進制計數(shù)器（十位） 十進 （下位）豚沖輸入 接地 VI 300 Hz 10 V 圖4時鐘脈沖電路 譯碼顯示 圖5置數(shù)電路 1十位嚎 器的LD ,端 Q0 Q1 C LD RD 一慧 地 中金也曩副也支劈率緯手晚 課程設(shè)計（論文）用紙 譯弱顯示 譯擔顯示 圖7譯碼顯示電路圖 3.7、選定儀器列表 儀器名稱 型號 數(shù)量 用途 同步進制計數(shù)器 74LS160D 2 構(gòu)成60進制計數(shù)器 與非門 74S00D/74LS20N 輔助設(shè)計構(gòu)成其他計時 反相器 74LS04D 1 器 小燈泡 5V-1W LED顯春 DCD-HEX 2 顯示數(shù)字計數(shù) 電壓源 0.05kHz/5V 1 提供脈沖電壓 表2選定儀器列表 # 或 中金立曩利也支劈率緯手晚 課程設(shè)計（論文）用紙 9 3.8、完整電路圖 vcc U5A 9 7JLLSWD U4A. <d €D_HEX_BLUE 74L52DN 74L516D F4LS1MD 之臣q VI OOEkMz 圖8完整電路圖 域 田金立曩制也支劈率然考晚 課程設(shè)計（論文）用紙 # 第四部分 整體電路圖的仿真測試及性能檢測 4.1、測試步驟 1）進入進入 Multisim11.0 界面 圖9 Multisim11.0 操作界面 田金立曩制也支瞥#然步晚 課程設(shè)計（論文）用紙 2）仿真電路圖 3）結(jié)果驗證 74LS1G(ID YiLStSOD □ D5kHz 5V ,L 圖10 60進制計數(shù)器起點00 11 ⑨ 田金立曩制也支劈率然孝晚 課程設(shè)計（論文）用紙 圖11 60進制計數(shù)器終點59 第五部分收獲與心得體會 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，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，我又學會了很 多。本次課程設(shè)計也反映出很多問題，比如競爭一冒險現(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 爭一冒險現(xiàn)象，又產(chǎn)生了另一處，此問題需要我以后多加注意。 數(shù)字電子技術(shù)是一門理論與實踐密切相關(guān)的學科，如果光靠理論，我們就 會學的頭疼，如果借助模擬，效果就不一樣了，特別是數(shù)字電子技術(shù)模擬，能 讓我們自己去驗證一下書上的理論，自己去設(shè)計，這有利于培養(yǎng)我們的實際設(shè) 計能力和動手能力。通過數(shù)字電子技術(shù)模擬，我們不僅僅是做了幾個課程設(shè)計， 不僅要學會模擬技術(shù)，更應(yīng)當掌握模擬方法，即用模擬檢驗理論的方法尋求物理 量之間相互關(guān)系的方法尋求最佳方案的方法等等，掌握這些方法比做了幾個課 程設(shè)計更為重要。在數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計中，我們可以根據(jù)所給主要儀器、 實驗原理和一些條件要求設(shè)計方案、步驟畫出模擬電路圖然后進行測量得出結(jié) 果。在數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計過程中，我們也遇到了各種各樣的問題，針對出 現(xiàn)的問題我們會采取相應(yīng)的措施去解決，比如： 1、線路接錯一一逐一檢查每根連線接點是否正確。 2、模擬原件正確選用一一根據(jù)芯片型號逐一比對。 3、我們應(yīng)該靜下心來，冷靜地分析問題的所在，有可能存在哪一環(huán)節(jié)，比如原 理不正確，或是電路需要修正等等，只有這樣我們的能力才能有所提高。 4、在實課程設(shè)計程中，要學會分工協(xié)作，充分與同組同學討論論證，不能一味 的自己動手或是自己一點也不參與其中。 5、在課程設(shè)計過程中，要互相學習，學習優(yōu)秀同學的方法和長處，同時也要學 會虛心向指導(dǎo)老師請教，當然這要建立在自己獨立思考過的基礎(chǔ)上。 參考書目： ［1］彭介華電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)［M］北京：高等教育出版社，2002.6: 23-42 ［2］新傳新電子技術(shù)基礎(chǔ)一一分析、調(diào)試、綜合設(shè)計［M］北京：高等教育出版社， 2006.1 : 270—275 ［3］閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］第5版北京：清華大學出版社，2006.5: 278311 ［4］康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分［M］第4版北京：高等教育出社，2000 ［5］楊頌華，馮毛官等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］.西安電子科技大學出版社，2009. ［6］尹勇，李林凌.Multisim電路仿真入門與進階［M］.北京：清華大學出版社， 2005. ［7］黃智偉，李傳琪等.基于Multisim 2001的電子電路計算機仿真設(shè)計與分析 ［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2004. ［8］王澤保，趙博.數(shù)字電路典型實驗范例剖析［M］.北京：人民郵電出版社，2004. 15