数字计数器设计

数字计数器设计一、实验目的
（1）掌握常见集成电路的工作原理和使用方法（2）学会单元电路的设计方法
二、实验元器件及引脚图
（1）数字逻辑实验仪1台
（2）示波器1台
（3）三用表及工具1套
（4）器件
74LS00 3片
74LS20 1片
74LS21 2片
74LS74 1片
NE555 1片
CD4040 1片
CC4518 2片
CD4511 4片
共阴七段数码管
1000欧姆电阻1个
3000欧姆电阻1个
0.047μF电容1个
74ls00引脚图
74ls20引脚图
74ls21引脚图
74ls74引脚图
NE555引脚图
CD4040引脚图
CC4518引脚图
CD4511引脚图
数码管引脚图
三、实验原理
数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电路按照设计要求可以由校分电路、清零电路和报时电路组成。

其具体的原理框图如下图所示：
下面对计时器的工作原理按其组成进行说明。

1.脉冲发生电路
脉冲发生电路是为计时电路提供计数脉冲的，因为设计的是计时器，所以需要产生1HZ的脉冲信号。

这里可以采用NE555构成一自激多谐振荡器，之后采用CD4040进行分频。

2.计时电路
计时电路中的计数器，可采用两片CC4518来实现。

3.译码显示电路
译码器可以采用加上拉电阻的四线-七线译码器CD4511来驱动共阴显示器。

4.报时电路
需要在某一个时刻报时，就将该时刻输出为“1”的信号作为触发信号，选通报时脉冲信号，进行报时。

5.校分电路
设置一个开关，当开关打到“正常”档时，计数器正常计数；当打到“校分”档时，分计数器可以进行快速校分。

6.清零电路
设计一个清零电路，使之具有不掉电清零功能即在电路正常工作时，按动清零开关，使计数器全部回零。

四、实验内容
设计一个0分0秒~59分59秒的数字技术器，要求电路具有如下功能：
1.基本计时功能
60秒为1分，将分及秒的个位、十位分别在七段显示器上显示出来，从0分0秒开始，记到59分59秒，然后重新计数。

2.报时功能
从59分53秒开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音：即59分53秒，59分55秒，59分57秒发低音，59分59秒发高音。

3.校分功能
在任何时候拨动校分开关，可以进行快速校分。

4.清零功能
具有开机自动清零功能，并且在任何时刻，按动清零开关，可以进行计数器清零。

五、思考题
在校分电路中需要外加锁存器，可以去掉外界对整个电路的影响，不会出现在没有按校分键时，计数器因外界的干扰而进行校分。

在该电路中可以加一个D 锁存器来达到上述目的
六、实验小结
这是我做的第一个综合电路，所以在做这个实验时，出现了许多的问题，但在同学与老师的帮助下，这些问题都得到了解决。

当然对综合性电路的进行设计是必要的，在是实验前画出设计图会对实验大有帮助。

在做实验时，先要在板子上先确定各个芯片的位置，之后再连线，可达到事半功倍的效果。

在试验时出现了很多问题，比如数码管不发光啊，进位没有与预想的一致啊，蜂鸣器不响啊等等，这些都是由于连线时太马虎，加上线又比较多，多少会有连错的地方，所以在检查电路时一定要仔细，不能认为这个部分在理论很对，而没有去检查。

另外我还出现了漏电的状况，主要是有根导线内部断了，而没有发现，后来用万用表测量后，才找到了问题导线。

总之，通过这个实验，我的动手能力变强了，为后面的实验打下了很好的基础，对于这个实验中的芯片，我都有了新的认识，不在局限于书上所讲的。

所以这个实验我收获了许多，学会了许多知识！
电子计时器整体电路图。