电子技术课程设计报告书

※楽※彖※楽※※楽M2009级电子科学与技术探设计彖探MMM探电子技术课程设计报告书课题名称 100进制计数器电路设计姓名 钟扬文学号 0912501-09院、系、部 物理与电信工程系专业 电子科学与技术—指导教师 蒋冬初2011年6月29日

100进制计数器电路设计钟扬文（湖南城市学院物理与电信工程系电子科学与技术专业，湖南益阳，413000）设计目的（1） 进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；（2） 进一步掌握集成触发器计数器的设计方法和计数器相互级联的方法（3） 进一步掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法；（4） 进一步掌握数字系统的制作和布线方法；（5） 掌握直流稳压电源的结构。设计思路（1） 设计直流稳压电源电路；（2） 设计用两个十进制计数器完成100进制计数器；（3） 设计控制电路；（4） 安装调试，并写出设计总结报告。设计过程（1）电路设计方框图及功能描述图1100进制计数器总体结构框图十进制计数器的有效状态有十个，74LS160的十个有效状态是BCD编码的,即0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001。设计进制计数器，就是说，计数器的状态为0010到9910.因为100等于10乘以10,所以我们可以用两个74LS160构成一个100进制计数器，其中一个计数器饿状态表示个位数，另一个表示十位数，后者在前者的进位信号控制下计数。这种方案的特点是两个74LS160的CP端都接到时钟脉冲上。不过，第一个74LS160始终工作在计数方式，每一个时钟脉冲都使其状态发生变化；第二个74LS160只有在第一个进位输出为高电平时才工作在计数方式，每十个时钟脉冲才使其状态发生变化。若计数器从0010状态开始计数，则第九个时钟脉冲到达后,第一个74LS160的状态变为0910且进位输出变为高电平，使第二个74LS160进入计数方式。因为第二个进入计数方式的时间比第九个时钟脉冲到达的时间晚，就是说，第九个时钟脉冲到达时个74LS160尚未进入计数方式，所以，第九个时钟脉冲并不能使第二个74LS160的状态发生变化，其状态仍为0010。于是，计数器的状态为0910.第十个时钟脉冲到达后，第一个74LS160退出计数。因为第二个74LS160退出计数的时间比第十个时钟脉冲到达的时间晚，就是说,第十个时钟脉冲到达时第二个74LS160尚未退出计数，所以，第十个时钟脉冲使第二个74LS160的状态发生变化，其状态变为0110,于是，计数器的状态为1010。计数开始时，先在RD端输入一个正脉冲，此时两个计数器均被置为“0”状态，此后在LODA端输入“1”，RD端输入“0”，则计数器处于计数状态。在个位的74LS160（1）的CU端逐个输入计数脉冲CP,个位的74LS160开始进行加法计数，在第十脉冲上升沿到来后，个位74LS160的状态从1001-0000,同时其进位输出从0-1。此上升沿使十位的74LS160（2）从0000开始计数，直到第100个CP脉冲作用后，计数器由10011001恢复为00000000完成一次计数循环。如图2所示。（2） 芯片功能分析图3所示为7LS160D是一款功能比较强大的芯片，它是可预置的十进制计

数器。74LS160D构成的100进制计数器，可以作为个位和十位的计数单元。A、B、C、D为数据输入端，且LOAD为低电平，在时钟脉冲到来后，数据便置入触发器。QA、QB、QC、QD为数据输出端，计数器中的4个触发器的Q端状态输出。ENP为计数使能端，只要在时钟脉冲下降沿到来前至少一个建立时间期内保持高电平，且ENT为“1”时钟脉冲下降沿就能计数一次。ENT为计数使能端，该信号和ENP做与运算后实现对本芯片的控制，当ENP和ENT与后为“0”，即两个计数使能端中有“0”时，不管有无脉冲作用，计数器都能将停止计数，保持原有状态，的那个ENP和ENT和CLR和LOAD均为“1”是处于计数状态，与ENP不同的是，ENT还直接控制着进位输出信号RCO。RCO为进位输出端，当ENT为“1”且QD、QA为“1”时，RCO才为“1”并且产生进位。CLK为脉冲输出端，CLR为清零端，当它为低电平时，无论其他输入端是何状态，都使芯片内所有触发器置零，具有最高优先控制权。LOAD为置数端，只需子啊时钟脉冲下降沿到来之前保持低电平，数据输入端的逻辑值便能在下降沿到来之后置入芯片内。综上给你功能可得，当清零信号CLR为“0”时，各触发器置零，当CLR为“1”时，若LOAD为“0”在下一个时钟脉冲下降沿到来后，各触发器的输出状态与预置的输入数据相同。在CLR和LOAD为“1”的条件下，若ENP和ENT为“1”，则电路处于计数状态。3,AQA43,AQA4,BQB5"6-,CDQCQD7,ENPRCO10ENT*〜LOAD〜CLR■2°“CLKU174LS160DT5图374LS160D（3） 译码驱动显示单元电路图4所示为显示单元电路，计数器实现了以8421BCD码形式输出，选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，选用74LS160D作为显示译码电路，选用DCD-HEX-DIG-GREEN数码管作为显示单元电路。

DCD_HEX_DIG_YELLOW_U2_图DCD_HEX_DIG_YELLOW_U2_图4译码驱动显示单元电路稳压电源设计设计原理：直流稳压电源由电源变压器，整流，虑波和稳压电路5部分组成。电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉冲的直流电压。经过滤波电路加以滤除，得到平滑的直流电压，稳压电路的作用是当电网电压波动，负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。设计图如下：GNDMDC10MOhmGNDMDC10MOhm图5直流稳压电源电路5)仿真根据电路设计图在仿真软件Multisim11.0中进行仿真仿真结果当接上直流稳压电源，探针发光，计数器就会从“0”开始计数，计数器超

过“100”时，计数器就会跳变为“0”。计数器就会重新开始从“0”计数。仿真结果如图6所示：DCD_HEX_DIG_YELLOWDCD_HEX_DIG_YELLOWDCD_HEX_DIG_YELLOW图6100进制计数器