图书馆人数统计实验报告中国计量学院

1、综合实验设计报告 题 目：时序逻辑电路设计3 专 业： 11微电1 指 导 老 师： 李弘洋 队 员 姓 名： 江海涛 程一峰 日 期： 2013年6月19日一、 课题的任务和要求 设计一个记录并显示实验室或图书馆一天进出人次数的电路要求：1.可以显示当前时刻在实验室或者图书馆里的人数，又可以显示总共进出入的人次。2.显示最大的数字为99。二、实现方案的对比与选择方案一：通过进出门感应器，将收集到的数据送入到计数器中，通过译码器译码后，数据被送入显示器中显示出来。将其分为两个回路，分别显示总共进入的人次和现有人次显示，以便更清晰明了的掌握进出人次的数目。方案二：方案确定：由于方案二要用到单片机

2、价格比较贵，而方案一只用到一些廉价的芯片，和普通显示器，实验室内也提供了相应的器材，比较容易实现，故选用方案一。1、方案实现的完整电路框图 2、选择传感器（或替代物）用开关代替传感器记录进出人次。3、选用的核心芯片本次设计的电路由74LS192，74LS161,74LS00,74LS04，CD4511芯片搭建而成，采用直流稳压电源为系统提供5V电源。74LS192芯片74LS192：可预置同步可逆8421BCD码计数器特点：·芯片内部有级联电路·同步操作·每触发器有单独的预置端·完全独立的清零输入端74LS192引脚图：真值表：H=高电平 L=低电平 X

3、=不定（高或低电平） =由“低”“高”电平的跃变引脚功能表：(2)74LS00(3)74LS04(4) 74LS16174LS161的功能表三、总体方案的设计原理与实现电路图1、时钟的设计 本实验不需要设计2、图书馆进入人数累加的设计原理与实现电路图  用开关代替感应器，计数部分用两片74ls161芯片，采用同步置零法实现100进制加法器，原理图如下图。3 图书馆人数剩余的统计实现的原理、电路图 用两个开关代替进门和出门感应器，计数部分用两片74ls192芯片，采用芯片级联法实现100进制加减法计数器，原理图如下图。4 显示电路的原理与实现  译码部分为配合共阴数

4、码管，故采用的是CD4511芯片。CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。 共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的

5、，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，本次设计电源电压为5V，使用300的限流电阻。5  整体电路实现 图书馆剩余人数统计电路与总进入人数统计电路通过相同清零键和进门传感相连接，通过74ls04非门，解决清零和加法计数标准不统一的问题。实现电路图如下： 6综合分析与计算 接通电源先将显示器清零，然后将清零键复位，键位1表示进入，键位2表示出。当统计进入人数时，开关2必须处于闭合状态；当统计出去人数时，开关1必须处于闭合状态7、扩展功能实现1.扩展多个门口同时工作的情况，但显示应该统一。2.扩展显示最大的数字为9999。四、整机指标及系统测试1整机指标&#

6、160; 显示99以内的的人数，稳定可靠，最大支持的记录人数为99.2系统测试 测试先增加人数，进入总人数与馆内现有人数同时增加，当有人出去时馆内现有人数减少，进入的总人数不改变。五、故障电路的原因及解决方法因使用开关代替传感器物理开关闭合时会发生抖动导致显示器数字乱改变不稳定，引入RS触发器制作防抖电路稳定开关，防止抖动。原理图如下：六、整机电路图七、本系统设计实现特色（与其它小组不同之处）1 具有显示器清零功能，排除了显示器异常状况，使用芯片较少电路简单。2 采用RS触发器制作防抖电路，排除了开关的物理抖动干扰。3 所用器件少，又廉价。八、小组分工情况江海涛负责电路的设计修改，仿真及连接。程一峰负责电路的连接及资料的搜集整理和实验报告的书写。九、实验心得 该实验连线较多，为能实验成功实现需用Multisim进行仿真并结合实验室硬件条件对电路图进行修改，尽量保证电路的简洁连线清晰易辨别。实验中遇到了物理开关的抖动导致显示错乱跳动，最终使用RS触发器设计出防抖电路结合开关使其稳定加减计数达到实验要求。十、附录附录1：实物硬件照片附录2：整机电路元器件清