课程设计（数电2用4518设计29或28进制计数器）.doc

西南科技大学信息工程学院电子技术与创新实践基地现代电子系统设计课程设计报告设计题目：用4518设计一个29/28进制计数器：结果用数码管显示，用开关切换两种进制方式，从1开始计数专业班级：姓 名：学 号：指导教师：设计期限：截止到2011.01.07- 9 -一、设计任务 用4518设计一个29/28进制计数器：结果用数码管显示，用开关切换两种 进制方式，从1开始计数。 二、设计要求1.用4518设计出29/28进制计数器；2.结果用数码管显示；3.用开关切换两种进制方式；4.从1开始计数。三、设计内容1. 设计思想 要用一个芯片设计一个计数器必须先搞懂这个芯片。从题目可以看出，要设计的计数器的核心部位在于4518这个芯片。通过对4518芯片的了解才能着手整个计数器的设计。首先，可以通过查阅资料得到4518的主要组成部分和主要功能实现方法。通过对4518芯片的介绍，基本确定计数规则。这时候还是一个普通的计数器。要实现29/28进制计数器还需要通过逻辑门对4518的输出进行控制。基本方法是使两片4518的输出到29/28时通过逻辑门对4518进行反馈，再重新开始计数，这便实现了29/28进制。 然后将输出结果显示到数码管。可以通过两个4511芯片来实现，一个与4518低位片相连，一个与4518高位片相连。这样便实现了将计数结果显示到数码管。要实现从1开始计数，可以将输出为0的进行或非，再与个位取或，最后将结果连在输出端便实现了从1开始计数。以上便是设计的大体思想及实现方法。2.系统方案或者电路结构框图先对4518芯片的结构及功能进行了解：（1）.CD4518引脚图： 图1. CD4518 引脚图（2）. CD4518引脚功能：1 9CLOCK时钟输入端7 15RESET消除端2 10ENABLE计数允许控制端3 4 5 6Q1A-Q4A计数输出端11 12 13 14Q1B-Q4B计数输出端8 VSS地16VDD电源正（3）.CD4518功能介绍：CD4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器。每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CLK信号上升沿触发，触发信号由CLK端输入，ENABLE端置“1。RESET端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1Q4均为“0，只有RESET端置“0”时，CD4518才开始计数。CD4518采用并行进位方式，只要输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q1为1，Q4为0时，每输入一个时钟脉冲，计数单元Q2翻转一次；当Q1=Q2=1时，每输入一个时钟脉冲Q3翻转一次；当Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1时，每输入一个时钟脉冲Q4翻转一次。这样从初始状态开始计数，每输入10个时钟脉冲，计数单元便自动恢复到初始态。若将第一个加计数器的输出端Q4A作为第二个加计数器的输入端ENB的时钟脉冲信号，便可组成两位8421编码计数器，依次下去可以进行多位串行计数。再对4511芯片的功能进行了解（1）.CD4511引脚图：图2.CD4511引脚图（2）.CD4511功能： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。在了解了主要芯片的功能及构造后，再进行电路连接，首先将两个4518芯片与4511芯片进行连接，结果如下： 图3然后接入信号脉冲结果如下： 图4可以看到信号源与两个4518的CP1端口相连，实现信号的输入。可以通过属性改变来改变信号源的频率，并且可以预想当信号源的频率越大，计数器也就显示得越快。再接入信号源后将数码管接入电路，结果如下： 图5可以看到，与第一个4518芯片相连的4511接的是个位显示数码管，而下面的这个则为十位显示数码管。这也体现出两个芯片的联级情况。然后通过逻辑门控制29/28进制，并通过开关进行控制，结果如下： 图6要想使计数器按29/28进制计数，则需要对其输出端进行选择性或非并反馈来确定其计数进制。并通过一个简单的单刀双掷开关来选择29或者28进制。如上图，可以明显看到，当计数器累计加到29/28时则通过逻辑门进行清0反馈，使计数进制确定到29/28.最后通过逻辑门控制从1开始计数并进行仿真，结果如下： 图7.完整电路及结果这便是完整的电路图了。首先按动仿真按钮，计数器个位显示“1”，十位显示“0”，然后个位递增，到“9”时又循环为“0”，此时十位进位为“1”，一直到“27”或者“28”时，十位变为“0”，个位变成“1”，重新计数。完成电路设计后，在PCB上画出电路图及PCB图图8.完整电路图以下为PCB图：图9.顶层图10.底层图11.焊盘图12.完整的PCB图2. 设计和使用说明这是一个基于4518芯片设计的一个计数器。先从4518芯片的构造及功能，确定输入输出接口，然后通过逻辑门控制其进制。在两种进制之间通过一个开关来切换。最后通过逻辑门来控制其从1开始计数。很简单的一个设计方案，基本满足设计要求，也没有太大的创新。四、设计总结近年来，科技发展迅速，人类对于未知世界的探索取得了前所未有的进步。纵观上世纪的科技发展，起主要贡献的就是电子科技革命。人类通过电子技术的发展为加快世界进步，改善人类生活等起到了牵动作用。所以，电子技术是科技的标志。通过这次电子技术实验，也深刻的体会到电子技术的重要性和困难性。它的重要性在于通过电子技术可以实现很难，很繁杂的一些要求。在日常生活中，电子技术几乎无处不见，它提高我们的生活质量，改变我们的生活节奏。它的困难性在于它的创新。例如在这个实验中，要实现29/28进制就需要通过对4518芯片的了解和逻辑门的控制才能实现。如何最简单，最直接，最方便的实现设计要求是设计的精髓与重点。总之，设计电子技术，不仅需要广泛的相关知识面，精心的设计，发散的创新思维，更需要锲而不