数字电子技术课程设计报告-触摸式计数器.docx

数字电子技术课程设计报告 题目：触摸式计数器 班 级： 姓 名 触摸式计数器1、 设计内容及要求l 1.1程设计应达到的目的1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设课题；2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则；4、学会电路的安装与调试；5、进一步熟悉电子仪器的正确使用；6、学会撰写课程设计的总结报告；7、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度l 1.2 本课程设计课题任务的内容和要求1、触摸时或遮挡时的距离应小于感应距离。2、能计数到最大值999。3、LED数码管显示计数值。4、具有提示功能。2、 方案设计及论证l 2.1 基本思路我们的设计思路是将基本部分与发挥部分统筹考虑，进行方案设计。第一、触摸信号的采集，能否被接收会产生不同的信号，将其转换成高低电平；第二、计数器记录高低电平的变化， 实现计数功能并响一声；第三、将计数用数码管显示；l 2.2 方案方案满足设计的基本要求，用光敏二极管做触摸传感器，接收对管判断是否有物体触摸，并且当物体触摸时输出一个高电平，然后触发后面的加法计数器，使其加一，为简单起见，计数器为一组 BCD码输出，输出由 BCD-七段数码管译码器译码， 输入至数码管显示。在该方案的具体器件选择上，又有许多方案，如脉冲发射电路中采用的振荡器有多种选择，可以采用元件构成， 也可以采用集成电路构成，为简化电路， 本设计采用 555 构成的多谐荡器，其结构简单，便于调试。在计数器方面也有多种选择，计数器种类繁杂，有同步的，有异步的；有十进制的，有十六进制的，在满足要求的基础上，为尽量简化电路，减小各模块之间的联系，本设计采用三块 74LS161进行级联， 实现模一千计数器。在显示电路方面采用74ls48和数码显示管进行。当电源接上5V电源时，触摸部分2脚与6脚相连，构成一个施密特触发器，当无遮挡时，触摸部分（D1=5.7k）与电阻R1，R2串联，光敏电阻的电压为1.4V，此时C1充电，NE555 2,6脚的电压2/3VCC,因此3脚输出为低电平，所以触发同步计数模十部分，74LS161的个位计数2脚的CP为低电平，数码管不具有计数功能；反之，当有遮挡物时，触摸部分（D1=58k），此时C1放电，维持R1和R2电阻上的电压，NE555 2,6脚的电压1/3VCC,此时3脚输出为高电平，继而触发同步计数模十部分，同时个位的2脚CP为高电平，产生数码管进位信号，周而复始，计数器部分显示到1000.方框图十进制计数器BCD码触摸检测数码管BCD码七段译码器3、 各单元电路设计与分析1.信号采集电路 如图可知信号采集电路是由一个光敏电阻作为采集器，其输出信号在无物件遮挡住光线时， 其电压较低， 再有物件遮挡光线时，电压产生较高， 因此控制后续计数电路。2.计数电路计数电路主要采用计数器统计信号采集电路输出的脉冲个数，实现对物件计数的功能。 为了使电路简单化， 减少其它器件的使用， 通过查看各种计数器芯片的技术手册，选取 74LS161为该电路的计数器 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能。 计数电路3. 数码显示电路计数电路输出两组 BCD码，为了使电路简单，应选用 BCD码七段数码管译码驱动器， 而七段数码管的选择与之配套。 译码器无特殊功能要求。这里选用了常用的 74LS48共阴数码管驱动器，配套选取共阴八段数码管，但小数点位不用。74LS48 为内部有上拉电阻的 BCD七段数码管译码器 / 驱动器，输出端为高电平有效，可用于驱动缓冲器或共阴数码管。其功能表如表 所示。根据功能表，将 BI / RBO、RIB、LT 接高电平， A0 A3 接计数电路的 D 0 D 3 ，其余同理，该部分电路简单，只要根据功能表将相应端口连接起来可完成功能，如图所示 功能表 74LS48管脚图 7段共阴极数码显示管 数码显示电路 4. 脉冲产生电路当接到电源时，构成的是施密特触发器，当无光照时，光敏阻值很小，又因为其与电阻串联，此时C1电容在充电，NE555 2、6脚的电压大于2/3 VCC,因此输出为低电平。反之，输出为高电平。4、 总体电路原理图及元器件清单1. 原理图 2. 元器件清单五、PCB图通过原理图装换成PCB图，如下六、电路功能测试方案与测试结果电路焊接完毕后， 对照原理图检查是否有漏焊、 错焊之处，别要检查电源 引线是否短路。 确认无误后， 上电调试，先查看感觉各元器件是否正常工作， 是 否有异味发烫等， 如有即及时断电检查； 若无，测试电路是否完成相应功能。焊接时，每焊接完一个模块都要进行调试。 不要把所有的电路全部焊接完了再进行调试，否则如果出现问题将会很难查出来，而且还会给修改电路带来不必要的麻烦。 芯片的管脚要正确读取， 接电源的管脚和接地的管脚不搞反了。万能板上的电源线和地线要分清楚，焊接时千万不要搞错了。 然后分模块进行调试，经测试，电路正常工作，相关功能完全实现： 用手触摸一次光敏管，记一次数，蜂鸣器响一次。七、作品照片图八、结论与心得体会经过本次设计，我们受益非浅，不仅使我们复习了数电的很多知识，而且锻炼了我们理论与实践相结合的能力、团队协作能力。这次课程设计不仅是对所学知识的复习巩固，更是对将凌乱知识系统化的能力提出了挑战。当问题出现的时候，要想办法解决，并且有的还不止一种解决方案。通过这种方式可以培养我们的创造性思维，将知识学活。在今后的学习过程中将更加努力，提高自己的创新能力和实践能力，以适应社会和时代发展要求九、参考文献1) 电子技术基础 数字部分（第五版） 康华光 高等教育出版社 2) 电子技术基础 模拟部分（第五版） 康华光 高等教育出版社 3) 计数器及其逻辑设计 蔡雅铮 高等教育出版社4) 电子技术课程设计指导 彭介华 高等教育出版社 5) 电子电路基础 童诗白 高等教育出版社 6) 电子