2_自动循环计数器[1]

设计题目：自动循环计数器

一、设计目的：

1.熟练掌握计数器的应用。

2.加深对加减循环计数和显示电路的理解。

二、内容及要求：

1. 用集成计数器实行0～9自动循环计数。

2. 电路能实现0～9加法和0～9减法循环计数。

输出用数码显示。

根据功能要求构建总体设计思想，比较和选定设计的系统方案，确定整个电路的组成以及各单元电路完成的功能，画出系统框图。

三、设计思想：

根据功能要求构建总体设计思想，按照题目要求，系统可以划分为以下各单元部分；基本思想如下：

1、电源部分，由它向整个系统提供+5V电源。

2、单脉冲产生部分：功能是由它产生单个脉冲，为循环计数部分提供计数脉冲。

3、译码驱动显示部分：计数输出结果送至译码驱动显示部分。

4、控制部分：实现加或减循环计数功能由控制部分完成。

5、计数部分：完成BCD码0~9的可逆加或减循环计数。

系统方框图如图1所示。

译码、驱动、显示

电源部分

BCD3~9循环可逆计数

加、减控制部分单脉冲产生部分

图1 3~9加/减可逆自动循环计数器系统方框图

四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍：

（一）、 电源部分

直流稳压电源主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。 1、方案论证

方案一：采用稳压二极管稳压，主要优点是简单；缺点是稳压二极管的稳压值离散性较大，限流电阻的阻值和功率计算比较繁琐。

方案二：采用三端集成稳压器，三端集成稳压器系列齐全，稳压效果好，性能可靠，使用也非常方便。

确定方案：比较方案一和方案二，决定采用方案二。 2、元器件型号的选择及参数计算：

整个系统IC 均由74系列的相关芯片组成，故系统只需单一+5V 电源。 三端集成稳压器：选用L7805CV ；变压器：经过全波整流后7805的输入电压约为U2×1.2；由于7805的输入电压范围是7V-15V ，采用220V/9V(3W)小型变压器，则7805的输入电压范围是9×1.2≈11V ，满足7805输入电压的要求。整流桥：选择2W10/2A 桥； C1、C2、C3、C4为滤波电容，C1、C2 采用电解电容，C1= 1000μF/16V ，C2= 1000μF/10V ，C3、C4为高频滤波电容，C3=0.33μF ，C4=0.1μF 。

3、电源部分原理图，见图2。

1

2

78053+5V 220V

D 1

D 2

D 3D 4

1000μF/16V 1000μF/10V

0.33μF 0.1μF

C 1C 2

C 3

C 4

u

2

图2 电源部分原理图

（二）、 单脉冲产生部分 1、方案论证

产生单脉冲的方法有很多，如用集成555定时器、TTL 集成单稳态触发器74LS121。

74121、74221、74LS221都是不可重复触发的单稳态触发器。属于可重复触发的触发器有74122、74LS122、74123、74LS123等。

有些集成单稳态触发器上还设有复位端（例如74221、74122、74123等）。通过复位端加入低电平信号能立即终止暂稳态过程，使输出端返回低电平。 方案一：用集成555定时器产生单脉冲，见图3—(a)。

26V C C

R D O

555

3

v I 2

I 1v 84(a )

(b )

v 7

R

V C C

C

15

0.01μF C 1

v C

2C

3V

C C

v t

t

O

O

t t v I

O

v v O

t

I

V C C 01

t W

+5V

A A B

o v

o v ext C int R ext ext C R CC

V GND

10

11

14

9

1

6

3 4 5

1 2 7

74121

CC

V ext

R 1

v I

C ext

+5V

(a) （b ）

&&

+5V 1k Ω

1k Ω

S1

12

3

45

6

S R

Q R

1R 2

(c)

图3 单脉冲产生电路

方案二：用TTL 集成单稳态触发器74LS121，，见图3—(b)。 方案三：用74LS00四—2输入与非门与手动开关，见图3—(b)

用74LS00中的两个与非门构成基本RS 触发器，手动开关反复波动一次，则触发器输出端将产生一个计数脉冲。

确定方案：由于系统中其它部分用到一个与非门，在74LS00中还剩下3个与非门没有使用，则刚好用其中的两个与非门构成基本RS 触发器。如果采用方案一或方案二，还要另外增加器件。所以计数脉冲产生部分采用方案三。 2、元器件型号的选择及参数计算：

与非门74LS00，R1=R2=1K ，手动开关S1选用微型按钮开关。 （三）、译码驱动显示部分 1、方案论证

方案一：采用74LS47 TTL BCD —7段高有效译码/驱动器，数码管需选用共