高精度计数计时器的设计与制作

数字电子技术课程设计报告 班级 电气 3071 学号 学生姓名 张玮唯专业 电气工程及其自动化系别 电子与电气工程学院指导教师 电子技术课程设计指导小组淮阴工学院电子信息工程系2009年 12月1高精度计数 /计时器的设计与制作1.设计目的数字电子技术课程设计是电子信息工程系四个专业的公共课程设计, 是数字 电子技术课程结束后进行的教学环节。其目的是:1、培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生 产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于数字电路等知识解决 电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。 3、进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、 熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设 备进行调试和数据处理等。4、培养学生的创新能力。2. 技术指标及要求1. 电源电压:5V ;2. 内部时钟:1MHz ;3. 显示位数:8位(十进制数 ;4. 外部时钟:小于 1MHz ;5. 主要单元电路和元器件参数计算、选择;6. 画出总体电路图;7. 安装自己设计的电路,按照自己设计的电路,在通用板上焊接。焊接完毕后,应对照电路 图仔细检查,看是否有错接、漏接、虚焊的现象;8. 调试电路;9. 电路性能指标测试;10. 提交格式上符合要求,内容完整的设计报告。3. 总体设计计数器是一个用以实现计数功能的时序部件, 它不仅可用来计脉数, 还常用做数 字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能。3.1制作流程图1 图 1 设计总框图 3.2原理图 图 2 高精度计数 /计时器原理图该电路由六个部分组成:控制电路、振荡电路、计数电路、译码驱动电路、显示电路、清零装置电路原理:一个十进制计数器只能表示 0 9十个数,为了扩大计数范围,常用多个十进制计数器级 联使用。该电路是由 74LS192利用进位输出 co 控制高一位的 CPu 端构成加计数级联,然 后采用 CC4511七段译码器驱动共阴极 LED 数码管。4. 单元电路设计4.1控制电路:2 34.2振荡电路 4.3计数电路: 4.4译码驱动电路 : 44.5清零装置: 5器件选择: 5.1器件类型:控制电路: 与非门:74LS00 电阻:R1*2(3K 按钮开关 振荡电路: 晶振 :6Mhz电容:104(0.05u *2电阻:R2*1(200 ,R3*1(560,R4*2(1K与非门:74LS0074LS192计数电路 :74LS192*8译码驱动电路 :CC4511*8显示电路 :LED 数码管,电阻清零装置:电阻:R5*1(200, 按钮开关5.2 器件选择注意事项 :电源电压:5V ;2. 内部时钟:1MHz ;3. 显示位数:8位(十进制数 ;4. 外部时钟:小于 1MHz ;5.3元器件介绍:5.3.1电阻电阻通常缩写为 R ,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。电阻 的主要职能就是阻碍电流流过。5.3.2 BCD码七段译码驱动器此类译码器型号有 74LS47(共阳 , 74LS48(共阴 , CC4511(共阴等,本实 验系采用 CC4511 BCD码锁存/七段译码/驱动器。驱动共阴极 LED 数码管。图 2为 CC4511引脚排列。A 、 B 、 C 、 D BCD 码输入端a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g 译 码输出端,输出“ 1”有效,用来驱动共阴极 LED 数码管。LT 测试输入端, LT =“ 0”时,译码输出全为“ 1” 图 2 CC4511引脚图 图 7 译码电路 5.3.3 74LS192 74LS192的引脚排列及逻辑符号(a 引脚排列 (b 逻辑符号 图中:为置数端, 为加计数端, 为减计数端, 为非同步进位输出端, 为非同步借位输出端,P0、 P1、 P2、 P3为计数器输入端, 为清除端, Q0、 Q1、 Q2、 Q3为数据输出端74LS192是同步十进制可逆计数器,它具有双时钟输入,并具有清除和置 数等功能。 5.3.4 74LS005.3.5 七段发光二极管 (LED数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器,下图 (a、 (b为共阴管和共阳管的 电路, (c为两种不同出线形式的引出脚功能图。一个 LED 数码管可用来显示一位 09十进制数和一个小数点。小型数码管 (0.5寸和 0.36寸每段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红、绿、 黄、橙色的颜色不同略有差别,通常约为 22.5V ,每个发光二极管的点亮电 流在 510mA 。 LED 数码管要显示 BCD 码所表示的十进制数字就需要有一个专门 的译码器,该译码器不但要完成译码功能,还要有相当的驱动能力。(a 共阴连接(“ 1”电平驱动 (b 共阳连接(“ 0”电平驱动(c 符号及引脚功能6.电路测试及测试结果在电路板初步完成之后 , 需要进行调试工作 , 刚开始 LED 数码管不显示,经检 查电路中 Vss 没有全部接地,接入外部信号后,数码管后四位不动, 后发现控制 电路中所使用的 74LS00接电源正极的导线脱落,接好后出现现象。接外部电源 后电路开始计数。7.设计总结通过本次课程设计, 我的动手能力有了很大的提高, 同时对于设计中出现的 问题能积极的去思考、解决,这些都将对以后的生活和学习有很大的帮助。 并且经过本次课程设计 , 我对 74LS192和 CC4011的特性和内部结构有了更深 刻的理解 , 这也使得我对以后的课程设计和学习更有兴趣和把握 .在制作的过程中发现只要合理应用印刷板上的铜膜不仅可以省去很 导线还可以是电路板美观简洁 , 和我们在生活中一样 , 只要我们善于观察