自动计数器的设计-secret

1、第 PAGE 7 页 共 NUMPAGES 7 页自动计数器的设计 简 介： 介绍了一种新型的自动计数器设计方法，以LM555构成计数脉冲信号发生器，CD4518为二/十进制加法计数器，CD4511为译码驱动器，与按键、数码管等较少的辅助硬件电路相结合，实现对LED数码管进行控制。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。关键字：LED数码管 CD4518 计数器 设计引言本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用数码显示，简单直观，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活等方面的需求。随着生产技术的不断改善和提高，在现代化生产的许多场合都可以看到计数器的使用。本计数器具

2、有低廉的造价以及控制简单等特点。通过对计数脉冲的转换可使本计数器应用更为广泛。1、工作原理电路原理图如下图所示本电子计数器可分为4部分，即LM555部分构成时钟信号发生器产生计数脉冲、CD4518二/十进制加法计数器构成的计数器计数部分、BCD-7段译码/驱动电路CD4511组成的译码驱动器、两位LED共阴极数码管组成的数字显示部分组成。2、硬件设计LM555555电路大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响警报、电子玩具等诸多方面。可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态触发振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波产生器、脉宽调制器、等。555时

3、基电路之所以得到这样广泛的应用，在于它具有如下几个特点：1、555在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，能够产生精确的时间延迟和振荡。它拓宽了模拟集成电路的应用范围。2、该电路采用单电源。这样它就可以和模拟运算放大器和TTL或CMOS数字电路共用一个电源。3、555可独立构成一个定时电路，且定时精度高。4、555的最大输出电流达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载。555时基集成电路的封装外型如图它的各脚功能为：1脚、地。2脚、触发。3脚、输出。4脚、复位。5脚、控制电压。6脚、阈值电压。7脚、放电。8脚、+VDD。引脚功能图、

4、内部原理框图如图所示LM555的典型应用和功能脚波形如下图所示 CD4518二/十进制加法计数器 CD4518二/十进制加法计数器内部原理框图如下图所示管脚如下图，该IC是一种同步加数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别是1-7和9-15。该计数器是单路系列脉冲输入（1或2脚；9或10脚），4路BCD码输出（3-6脚；11-14脚）。其工作时序波形如下：从4518应用手册给出的真值表看，CD4518有两个时钟输入端CP和EN（ENABLE A、B），若用时钟上升沿触发，信号从CP端输入，此时EN端接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号从EN端输入，此时CP端应接低电

5、平“0”，不仅如此，清零端（RESET）也应该保持低电平“0”，只有满足了这些条件，电路才会处于计数状态。我们还从真值表里可以得出，利用EN端下降沿触发的特点组成N位十进制计数器。从波形分析，当输入端的计数脉冲到第10个时，电路自动复位0000状态。因为CD4518没有进位功能的引脚，所以应该充分利用第6脚或第14脚输出脉冲的下降沿，利用该脉冲和EN端相连，就可以实现电路进位的功能，根据分析结果，电路设计如图所示。图中红色连线用于实现进位功能。另外从CD4518波形参数表中可查到其RESET端所需的清零电平宽度在VDD=5V时应该大于250ns，即清零信号宽度应至少大于250ns才能有效的将计

6、数器清零。BCD-7段译码/驱动电路CD4511BCD-7段译码/驱动电路CD4511的外部引脚功能如图。脚A、B、C、D是BCD码输入端，BCD码应不大于1001；脚a、b、c、d、e、f、g是7段译码/驱动电路的输出端，最大负载电流小于25mA；脚LT是测试端，低电平时a、b、c、d、e、f、g输出高电平；脚BL是灭灯测试端，低电平有效，低电平时a、b、c、d、e、f、g输出低电平；脚LE是锁存端，高电平锁存；VDD输入电源0-20V，典型工作电压+5V；BCD-7段译码/驱动电路CD4511的真值表见下表。内部功能框图如图。LED共阴极数码管7段译码对应七段LED共阴极数码管笔画显示如图

7、所示。它具有亮度高、售价低等特点。主要参数如下：工作电压1.6V-4.2V；功耗400mW；工作电流10mA；分共阳共阴两种极性，本电路选用共阴。3、安装调试使用PROTEL把原理图转换成电路板（PCB）。每个元件在装上去之前必须经过测试，组装完成后检查，确认无误后上电，电路自动计数。由0增至99，不断循环计数。数字上升速度快慢由NE555振荡频率决定，S1为计数清零按键。调节R17可调节LM555的振荡频率。C1为充放电电容，电容容量愈大，充电时间愈长，则振荡频率愈低。4、结语与市面上大多数的计数器相比，具有计数方式灵活，性价比更高，与普通机械式计数器相比具有更好的经济效益，产品性能稳定，便

8、于安装容易使用。是一种很有发展前途的电子计数器。这款电子计数器从总体上来看，电路设计制作还是成功的，因此获得了不少经验，综合如下：设计思路是实施操作的扎实基础一个良好的设计思路，是电路的生命。宁愿在思路上多花点时间，因为前期看似慢，实际上恰恰给后期的制作带来很大的方便，效果往往是事半功倍节省了许多时间。电子制作慢工出细活在制作过程中，马虎不得，粗心不得，特别是电子类的设计更是应该如此。一步一步来，在安装元件前逐个逐个的对元件进行测试、检查、筛选，不可贪图方便。活学活用这次设计让我真正体会到书本知识永远是基础，而基础正是你向高层次迈进的坚实基础，没有这个基础，就无法实现技术上的腾飞。在实践当中灵活运用书本上所学的知识，万变不离其中，只有扎实掌握了核心的方法，才有可能做到活学活用。参