数电课程设计38进制计数器

1.课程设计的目的

数字电子技术课程是电类专业的主要技术基础课。通过本课程的学习，能够使学生掌握近代数电理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。

数字电子技术基础课程设计是学习数字电子技术基础课程之后的实践教学环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充，其目的是训练学生综合运用学过的数字电子技术的基础知识。学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对数字电子技术课程知识的理解和综合应用，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力，以及工程意识和创新能力。

2.设计方案论证

2.1 Multisim软件介绍

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

功能：

(1).直观的图形界面

整个操作界面就像一个电子实验室工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如何在真实一起上看到的。

(2).丰富的元器件

提供了世界主流元件提供商的170000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的与器件。

(3).强大的仿真能力

以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引警，通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDI仿真、电路向导等功能。

(4).丰富的测试仪器

提供了22中虚拟仪器进行电路动作的测量：

Multimeter(万用表)、Function Generatoer(函数信号发生器)、Wattmeter(瓦特表)、Oscilloscope(示波器)、Bode Plotter(波特仪)、Word Generator(字符发生器)、Logic Analyer(逻辑分析仪)、Logic Converter(逻辑转换仪)、Distortion Analyer(失真度仪)、Spectrum Analyzer(频谱仪)等等。

这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态交互显示。除了Multisim提供的默认的仪器外，还可以创建LabVIEW的自定义仪器，使得图形环境中可以灵活地升级的测试、测量及控制应用程序的仪器。

(5).完备的分析手段

Multisim提供了许多分析功能：DC operating Point Analysis (直流工作点分析)、AC Analysis(交流分析)、Transient Analysis(瞬态分析)、Fourier Analysis(傅里叶分析)、Noise Analysis(噪声分析)、Distortion Analysis(失真度分析)、DC Sweep Analysis(直流扫描分析)、等等。

它们利用仿真产生的数据执行分析，分析范围很广，从基本得到极端的到不常见的都有，并将一个分析作为另一个分析的一部分的自动执行。

(6).独特的射频（RF）模块

提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由RF-specific、用于创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器、一些RF-specific 分析等组成。

(7).强大地MCU模块

支持4钟类型的单片机芯片，支持对外部RAM、外部ROM、键盘的LCD

等外围设备的仿真，分别对4种类型芯片提供汇编和编译支持；所建项目支持C

代码、汇编代码以及16进制代码，并兼容第三方工具源代码；包含设置断点、

编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。

2.2设计思路

本设计为一个38进制计数器。

每隔1s,计数器增1；能以数字形式显示时间。当定时器增到37时，定时器

会自动返回到00显示，然后继续计时。本设计中主要设备是两个74LS160同步

十进制计数器，并由1KHZ，5V电源。

2.3设计方法

2.3.1十进制计数电路

计数器就是具有统计输入时钟脉冲个数的时序电路，它是由若干个触发器和

门电路组成的。它可以按不同的方法分类，分成加法计数、减法计数和可加减的

可逆计数器，或者分成二进制计数器和任意进制计数器（输入几个脉冲后，计数

器开始新的循环，则称为几进制计数器），或者还分成同步计数和异步计数(这两

种的区别是触发器翻转的时刻不同)。

本电路采用74LS160十进制计数器，它是一个具有同步置数，异步清零的可

以保持状态不变的十进制上升沿计数器。功能表如下：

表1 4位同步十进制计数器74LS160的功能

CP CLR LOAD ENP ENT 工作状态×0 ×××置零

↑ 1 0 ××预置数

× 1 1 0 1 保持

× 1 1 ×0 保持（C=0）↑ 1 1 1 1 计数

2.3.2逻辑器件