課程設(shè)計(jì)---多進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)題目：用74160設(shè)計(jì)400進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　第一部分：題目分析及設(shè)計(jì)思路</p><p><b>　　計(jì)數(shù)器的概述</b></p><p>　　計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單基本的運(yùn)算，計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算的邏輯電路，計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能，

2、計(jì)數(shù)器是由基本的計(jì)數(shù)單元和一些控制門所組成，計(jì)數(shù)單元?jiǎng)t由一系列具有存儲(chǔ)信息功能的各類觸發(fā)器構(gòu)成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子計(jì)算機(jī)的控制器中對(duì)指令地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便順序取出下一條指令，在運(yùn)算器中作乘法、除法運(yùn)算時(shí)記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)等等。計(jì)數(shù)器可以用來(lái)顯示產(chǎn)品的工作狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)主要是用來(lái)表示產(chǎn)品已經(jīng)完成了多少份的折頁(yè)配頁(yè)工作。它主要的指標(biāo)在于

3、計(jì)數(shù)器的位數(shù)，常見(jiàn)的有3位和4位的。很顯然，3位數(shù)的計(jì)數(shù)器最大可以顯示到999，4位數(shù)的最大可以顯示到9999。 </p><p><b>　　計(jì)數(shù)器作用</b></p><p>　　在數(shù)字電子技術(shù)中應(yīng)用的最多的時(shí)序邏輯電路。計(jì)數(shù)器不僅能用于對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，還可以用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。但是并無(wú)法顯示計(jì)算結(jié)果，一般都是要通過(guò)外接LCD

4、或LED屏才能顯示。同步計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)是，輸入時(shí)鐘脈沖同時(shí)作用各級(jí)觸發(fā)器，所有觸發(fā)器在同一時(shí)刻翻轉(zhuǎn)。因而不會(huì)出現(xiàn)像一部計(jì)數(shù)器中因翻轉(zhuǎn)有先后而產(chǎn)生的尖峰脈沖干擾。獲得模數(shù)為M的同步計(jì)數(shù)器的方法也可以分為復(fù)位法和置位法兩種，但因各種的芯片的結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)行復(fù)位與置位的法亦不完全相同。大多數(shù)同步計(jì)數(shù)器都具有進(jìn)位端和借位端，使得多片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)時(shí)，比較方便。</p><p><b>　　計(jì)數(shù)器的種類</b>

5、;</p><p>　　1、如果按照計(jì)數(shù)器中的觸發(fā)器是否同時(shí)翻轉(zhuǎn)分類，可將計(jì)數(shù)器分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩種。 </p><p>　　常見(jiàn)的同步計(jì)數(shù)器有74160系列,74LS190系列，常見(jiàn)的異步計(jì)數(shù)器有74LS290系列。 </p><p>　　2、如果按照計(jì)數(shù)過(guò)程中數(shù)字增減分類，又可將計(jì)數(shù)器分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器，隨時(shí)鐘信號(hào)不斷增加的為加法計(jì)

6、數(shù)器，不斷減少的為減法計(jì)數(shù)器，可增可減的叫做可逆計(jì)數(shù)器。 </p><p>　　另外還有很多種分類不一一列舉，但是最常用的是第一種分類，因?yàn)檫@種分類可以使人一目了然，知道這個(gè)計(jì)數(shù)器到底是什么觸發(fā)方式，以便于設(shè)計(jì)者進(jìn)行電路的設(shè)計(jì) 。</p><p>　　第二部分：電路原理分析及基本電路圖</p><p>　　我在這次課程設(shè)計(jì)中，決定用3片74160構(gòu)成400進(jìn)制計(jì)數(shù)器

7、，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。分別用74160構(gòu)成兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、一片四進(jìn)制計(jì)數(shù)器并用電路串行進(jìn)位方式將三個(gè)計(jì)數(shù)器串聯(lián)起來(lái)使構(gòu)成400進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　其中進(jìn)制數(shù)：N=N1*N2.</p><p>　　74160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 數(shù)碼顯示管</p><p>　　74160具有以下功能：</p><p>&

8、lt;b>　?、?異步清零</b></p><p>　　只要=1有效電平到來(lái)，無(wú)論有無(wú)CP脈沖，輸出為“0”。在圖形符號(hào)中，=1的信號(hào)為低電平，若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里要特別注意，控制清零端的信號(hào)不是變化的，而是由有效狀態(tài)控制的。其實(shí)，很容易解釋，由于異步清零端信號(hào)一旦出現(xiàn)就立即生效，如剛出現(xiàn)0111，就立即送到=1端，使?fàn)顟B(tài)變?yōu)?000。所以，清零信號(hào)是非常短暫的，僅是過(guò)度狀態(tài)，不能成為計(jì)數(shù)的

9、一個(gè)狀態(tài)。清零端是低電平有效。</p><p><b>　　② 同步并行預(yù)置數(shù)</b></p><p>　　當(dāng)=1為有效電平時(shí)，計(jì)數(shù)功能被禁止，在CP脈沖上升沿作用下A～D的數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器并呈現(xiàn)在QA～QD端。若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制置數(shù)端的信號(hào)，如在A～D置入0000，則在QA～QD端呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是0110。</p><p><b&g

10、t;　　③ 保持</b></p><p>　　在==1的條件下,當(dāng)ENT=ENP=0,即兩個(gè)計(jì)數(shù)使能端中有0時(shí),不管有無(wú)CP 脈沖作用，計(jì)數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變(停止計(jì)數(shù))。需要說(shuō)明的是，當(dāng)ENP=0, ENT=1時(shí)，進(jìn)位輸出C也保持不變；而當(dāng)ENT=0時(shí)，不管ENP狀態(tài)如何，進(jìn)位輸出RCO=0。 ④ 計(jì)數(shù)</p><p>　　當(dāng)==ENP=ENT=1時(shí)，7416

11、1處于計(jì)數(shù)狀態(tài),電路從0000狀態(tài)開(kāi)始，連續(xù)輸入幾個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后，電路將從1111狀態(tài)返回到0000狀態(tài)，RCO端從高電平跳變至低電平。可以利用RCO端輸出的高電平或下降沿作為進(jìn)位輸出信號(hào)。</p><p>　　74160從0000狀態(tài)開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)輸入第6個(gè)CP 脈沖（上升沿）時(shí)，輸出QA QBQCQD＝0110，此時(shí)=0，反饋給端一個(gè)清零信號(hào)，立即使QA QB QC QF返回0000狀態(tài)，接著,端的清零信號(hào)也隨之

12、消失，74160重新從0000狀態(tài)開(kāi)始新的計(jì)數(shù)周期。</p><p>　　計(jì)數(shù)器從QAQBQCQD=0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)?個(gè)CP到達(dá)后，計(jì)到0101，此時(shí)==0。并不能立即清零，而要等第6個(gè)脈沖上沿到來(lái)后，計(jì)數(shù)器被置成0000。不會(huì)用異步清零端那樣出現(xiàn)0101過(guò)渡狀態(tài)，這是與用異步清零端的差別。</p><p>　　74160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器連線圖</p><p>　

13、　第三部分：電路參數(shù)確定</p><p>　　在此次的課程設(shè)計(jì)中涉及的參數(shù)不確定，可以隨時(shí)的改變，視情況而定。例如直流電源Vcc與交流電源Us，Us的頻率也是任意值等。</p><p>　　第四本分：電路的功能或性能驗(yàn)證：</p><p>　　根據(jù)計(jì)數(shù)器的基本特性所設(shè)計(jì)電路基本滿足題目要求，基本沒(méi)有太大的問(wèn)題。詳細(xì)電路圖及驗(yàn)證結(jié)果出現(xiàn)在第五部分。以十進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例，

14、其時(shí)序圖如下：</p><p><b>　　第五部分：設(shè)計(jì)成果</b></p><p>　　EWB電子電路計(jì)算機(jī)仿真軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　EWB是一種電子電路計(jì)算機(jī)仿真軟件，它被稱為電子設(shè)計(jì)工作平臺(tái)或虛擬電子實(shí)驗(yàn)室，英文全稱為Electronics Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technolog

15、ies公司于1988年開(kāi)發(fā)的，自發(fā)布以來(lái)，已經(jīng)有很多個(gè)國(guó)家、多種種語(yǔ)言的人在使用。EWB以SPICE3F5為軟件核心，增強(qiáng)了其在數(shù)字及模擬混合信號(hào)方面的仿真功能。EWB是交互圖像技術(shù)有限公司在九十年代初推出的EDA軟件，用于模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真，利用它可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。EWB是一款小巧，但是仿真功能十分強(qiáng)大的軟件。</p><p>　　EWB建立在SPICE基礎(chǔ)上，它具有以下突出的特

16、點(diǎn)： </p><p>　?。?）采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從屏幕上選取； </p><p>　　（2）軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。 </p><p>　?。?）EWB軟件帶有豐富的電路元件庫(kù)，提供多種電路分析方法。 </p&g

17、t;<p>　?。?）作為設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。 </p><p>　?。?）EWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器測(cè)量方法。</p><p>　　400進(jìn)制計(jì)數(shù)器詳細(xì)電路如下：</p><p>　　第六部分：總

18、結(jié)與體會(huì)</p><p>　　通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器的整個(gè)過(guò)程有了很好的掌握，熟悉了計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的一般原理，對(duì)計(jì)數(shù)器有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)；學(xué)會(huì)了計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的一般步驟?，F(xiàn)在想想還真是那樣，事情是做出來(lái)的，總是一味的想或等待是永遠(yuǎn)得不到結(jié)果。有些事情剛開(kāi)始你不想去做也害怕去做，但是一旦有了壓力讓你不得不去做的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)也不是很難只要你有心去做在做?？傊?，使理論聯(lián)系了實(shí)際，鞏固并深化了對(duì)課本基本知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解

19、，使理論得以升華。</p><p>　　我覺(jué)得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘

20、了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個(gè)期末測(cè)試之后的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以

21、說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我們表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了

22、很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。在此，感謝王老師與和老師的細(xì)心指導(dǎo)，也同樣謝謝其他各組同學(xué)的無(wú)私幫助！</p><p><b>　　第七部分：參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]余孟嘗主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.第三版.北京：高等教育出