采用LS設(shè)計的進制計數(shù)器

1、電子設(shè)計基礎(chǔ)課程報告設(shè)計題目：4/7進制計數(shù)器設(shè)計學(xué)生班級：通信0902學(xué)生學(xué)號：20095972學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：時 間：2011. 624西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院一. 設(shè)計題目及要求1、 題目：4/7進制計數(shù)器設(shè)計：采用74LS192（40192）。2、要求：a、數(shù)碼管顯示狀態(tài)。b、用開關(guān)切換兩種進制。c、計數(shù)脈沖由外部提供。二. 題目分析與方案選擇由題目及其要求分析可知，首先要使用74LS192或40192設(shè)計一個4進制計數(shù)器和一個7進制計數(shù)器，然后通過數(shù)碼管來顯示狀態(tài)。兩種進制間的切換可以通過一個單刀雙擲開關(guān)來實現(xiàn)。其重點和難點在于設(shè)計一個4進制計數(shù)器和一個7進制計數(shù)器。通過分析74

2、LS192和40192的特點，發(fā)現(xiàn)可以使用清零法來設(shè)計一個4進制計數(shù)器，而7進制則不能直接通過置數(shù)或者清零獲得。因此我選擇采用置數(shù)法將74LS192或40192設(shè)計的從0到7的8進制計數(shù)器改裝為從1到7的計數(shù)器，然后再通過一個減法器使從1到7的計數(shù)器變?yōu)閺?到6的7進制計數(shù)器。而減法器可以使用集成加法器和四個異或門來實現(xiàn)。三. 主要元器件介紹在本課程設(shè)計中，主要用到了74LS192計數(shù)器、7447譯碼器、74LS00與非門、7408與門、74LS136異或門、74283加法器、七段數(shù)碼顯示器和一個單刀雙擲開關(guān)等元器件。一、十進制同步可逆計數(shù)器74LS192功能如下：1. 異步清零。74LS19

3、2的輸入端異步清零信號CR，高電平有效。僅當CR=1時，計數(shù)器輸出清零，與其他控制狀態(tài)無關(guān)。2. 異步置數(shù)控制。LD非為異步置數(shù)控制端，低電平有效。當CR=0,LD非=0時，D1D2D3D4被置數(shù),不受CP控制。3. 加法計數(shù)器，當CR和LD非均無有效輸入時，即當CR=0、LD非=1,而減數(shù)計數(shù)器輸入端CPd為高電平，計數(shù)脈沖從加法計數(shù)端CPu輸入時，進行加法計數(shù)；當CPd和CPu條件互換時，則進行減法計數(shù)。4. 保持。當CR=0、LD非=1（無有效輸入），且當CRd=CPu=1時，計數(shù)器處于保持狀態(tài)。5. 進行加計數(shù)，并在Q3、Q0均為1、CPu=0時，即在計數(shù)狀態(tài)為1001時，給出一進位信

4、號。進行減計數(shù)，當Q3Q2Q1Q0=0000，且CPd=0時，BO非給出一錯位信號。這就是十進制的技術(shù)規(guī)律。在設(shè)計過程中，我主要利用74LS192的計數(shù)功能，通過置數(shù)法和清零法將其改造為一個4進制計數(shù)器和一個7進制計數(shù)器。 74LS192功能表 74LS192引腳圖 二、顯示譯碼器1七段數(shù)碼顯示器七段式數(shù)碼顯示器是目前使用最廣泛的一種數(shù)碼顯示器。這種數(shù)碼顯示器有分布在同一平面的七段可發(fā)光的線段組成，可用來顯示數(shù)字、文字、符號。最常用的七段數(shù)碼顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼管和液晶顯示器兩種。根據(jù)發(fā)光二極管的連接形式不同，分為共陰極顯示器和共陽極顯示器（如圖）。共陰極顯示器將七個發(fā)光二極管的陰極連接在一起，

5、作為公共端。在電路中，將公共端接于低電平，將某段二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)段發(fā)光。共陽極的顯示方式和共陰極相反。三、7447顯示譯碼器七段顯示器譯碼器把輸入的BCD碼，翻譯成驅(qū)動七段LED數(shù)碼管各對應(yīng)段所需的電平。七段顯示譯碼器7447是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器。它用于對十進制數(shù)的8421BCD碼進行譯碼，以驅(qū)動七段顯示器顯示十進制數(shù)字。其輸入為8421BCD碼，輸出高電平有效，可直接驅(qū)動陰極顯示器，其功能表和7448的功能表一樣如圖所示，表中1015六個狀態(tài)一般不用。除了譯碼輸入、輸出外，7447還有三個輔助控制端，以增強器件功能。 四、74283加法器 每一位的進位信號

6、送給高位作為輸入信號，因此，任一位的加法運算必須在低一位的運算完成之后才能進行，這種進位方式成為串行進位，這種加法器的邏輯電路較為簡單。 74283管腳圖74283原理圖四. 電路設(shè)計及計算1. 選擇一個方波信號發(fā)生器作為輸入信號源；CP2利用74LS192，通過清零法設(shè)計一個四進制計數(shù)器，狀態(tài)圖如下： 0000 0001 01000011 00103、利用74S192通過置數(shù)法設(shè)計一個從1到7的計數(shù)器，狀態(tài)圖如下： 0001 00100011 0111011001010100然后通過減法器在每一個狀態(tài)的基礎(chǔ)上減去一個1，從而實現(xiàn)一個7進制計數(shù)器。減法器電路如圖所示4、通過一個單刀雙擲開關(guān)控制

7、信號源，從而進行四進制和七進制之間的轉(zhuǎn)換。接4進制計數(shù)器接7進制計數(shù)器接地5、進行四進制計數(shù)時，在74LS192后面接一個7447顯示譯碼管，將8421BCD碼轉(zhuǎn)換成十進制，最后通過一個七段顯示數(shù)碼管來顯示數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)。6、在進行七進制計數(shù)時，用40192進行置數(shù)法計數(shù)，預(yù)置數(shù)為0001，計數(shù)到1000后反饋到置數(shù)端，循環(huán)計數(shù)，后面接一個74238加法器構(gòu)成的減法器，使輸出顯示數(shù)字在00000110之間計數(shù)，在經(jīng)過7447譯碼管將其轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)06，從而實現(xiàn)七進制計數(shù)器功能。五、原理圖、仿真圖及結(jié)果分析、PCB版圖原理圖如下所示：仿真及結(jié)果分析 MULTISIM仿真圖 四進制波形 七進制波形

8、PCB板排布2. PCB原理圖如下: PCB頂層 PCB底層總結(jié):完成這次課程設(shè)計之后，我覺得自己在電子設(shè)計過程中收獲了很多，在這過程中我遇到了很多困難：在電路仿真時候，我覺得原理圖是正確的，但運行不出想要的結(jié)果，我把74LS192換成了同樣是計數(shù)器的74LS161,結(jié)果可以實現(xiàn)4、7進制的轉(zhuǎn)換，于是我認為時芯片出了問題，找到老師說明了我的問題后，才知道是這個芯片本身特點，要根據(jù)它自身的性質(zhì)來修改原理圖；還有，接地的標號中要把Net選項選為GND，不然在PCB制作中將沒有接地這一個選項出現(xiàn)；在PCB板制作時，要對元器件不斷調(diào)整位置來使排版最佳。體會：通過這次課程設(shè)計，我對電子設(shè)計又有了更深了解，這過程中遇到