电路课程设计3~9自动循环计数器

数字电子技术课程设计

——自动循环计数器

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一、设计任务：

1. 用集成计数器实行3～9自动循环计数。

2. 电路能实现3～9加法和3～9减法循环计数。

3. 输出用数码显示。

二、总体设计思想：

根据题目要求，系统可以划分为以下几个部分，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、译码显示电路部分：计数器输出结果的数字显示。

4、加/减控制电路部分：实现加或减循环计数功能由控制部分完成。

5、可逆计数器部分：完成3~9的可逆加或减循环计数。

系统设计方框图如图1所示。

图1 3~9加/减可逆自动循环计数器系统设计方框图

三、各个单元逻辑电路及其工作原理

3.1、译码显示电路：

1、方案论证

方案一：采用74LS47 TTL BCD—7段高电平有效译码/驱动器，数码管需选用共阳极数码管。

方案二：采用DCD-HEX——4段数码管，不需要译码器就能直接显示出结果。

确定方案：采用DCD-HEX ——4段数码管。 2、译码显示电路的设计 3.2、加/减控制电路

1、方案论证

方案一：74LS190 TT L BCD 同步加/减计数器。

方案二：74LS192 TTL 可预置BCD 双时钟可逆计数器。 确定方案：经过比较，结合系统要求，决定采用方案一。 2、控制部分及循环加减计数部分的设计

同步十进制可逆计数器CT74LS192，逻辑功能示意图见图4。 逻辑功能示意图：

拐角3,2,6,7：数据输入端 拐角15,1,10,9：数据输出端 拐角12,13：悬空 拐角11：控制置数端 拐角14：清零端 拐角4,5：双时钟

U10

74LS192D

A 15

B 1

C 10D

9

U P 5Q A 3Q B 2Q C 6Q D

7

D O W N

4

~L O A D 11~B O 13~C O

12

C L R

14

图2 逻辑功能示意图

3、74LS192功能表：

注：拐角14：CR 拐角11：/LD

4、74LS192主要逻辑功能：

（1）异步置数：CR=0,/LD=0, QA QB QC QD= A B C D

（2）加计数：CR=0,/LD=1, CPu=CP, CPd=1, QA QB QC QD 按加法计数 （3）减计数：CR=0,/LD=1, CPu=1, CPd=CP, QA QB QC QD 按减法计数 5、课程设计答辩完后，发现用74LS190来实现更为简便，于是又重新设计，采用方案一，具体操作如下：

（1）集成十进制同步加／减计数器CT74LS190，逻辑功能示意图见图5。

图3 逻辑功能示意图

（2）74LS190功能表见表2

表2 74LS190功能表

⑶ 主要逻辑功能。

方案确定：采用方案二，只需再加一个JK触发器控制74LS190加减计数翻转就可以了。

四、系统逻辑框图

74LS192加法计数：

74LS192减法计数：

74LS190计数器

五、总体电路设计图：

1、74Ls190:

2、工作原理：

由单脉冲产生单元产生的计数脉冲送至74LS190的CP端，做加法时，190的D/U端需接地，通过手动开关J2就实现加减法运算。当J2接上边的开关时实现加法计数，调节输入端置3，当加过9时，在C C/C R端将发出一个进位正脉冲，9再加1按照题目要求应该变成3，通过输出端、四个非门以及与非门得到0，然后低电平输入JK触发器，因为JK都是高电平，根据JK触发器的功能表，输出翻转，置数端置3然后重新循环；同理做减法时，输入端置9，当达到3时，置数端置9。

五、仿真电路安装、调试测试结果，出现的问题、原因及解决方法

在安装调试过程中，遇到了一定的问题，具体如下：

1、因为加减法运算刚开始置数不一样，所以我们经过考虑，用开关来控制

输入端的数据；

2、该电路运用不熟悉，导致花很长时间去寻找各种原件；

3、通电检查，通电后做加法时，数码管有反应，但显示数据不正确，怀疑

是电源或接地有误，经查果然如此，经重新调整，故障排除。

六、总结设计电路的特点和方案的优缺点

本方案设计电路的特点是，除了满足题目要求的指标外，还补充了电源设计。

优点：电路设计比较简明，易于实现。

缺点：此电路的实现与设计要求有一定差距，以后再遇到设计问题，会从多个角度去考虑。

八、收获、体会

通过这次课程设计，是我收获很大；初步掌握电子电路的计算，掌握了一点数字电路的一般设计方法，具备初步的电路设计能力。同时学会了如何通过网络资源、书刊、教材及相关的专用手册等来查阅所需资料。熟悉了常用电子器件的类型和特性并初步学会了怎样合理地选用。初步掌握了普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。提高了综合运用所学的理论知识来独立分析和解决问题的能力。进一步熟悉了电子仪器的正确使用方法。学会了如何撰写课程设计总结报告。培养自己严谨、认真的科学态度和踏实细致的工作作风。

整个设计过程从一开始不知所云到现在能动手设计和安装、调试，遇到了不少的困难，但是通过老师的精心指导和自己的刻苦努力，都一一克服了，是我深深体会到，要想将来成为一名国家的合格建设者和栋梁，需要脚踏实地，刻苦学习、努力钻研、勇攀高峰，同时也从中体会到了成功的快乐，在这里，我要向辛苦耕耘的老师说一声：老师您辛苦了，非常感谢您-----敬爱的老师！

九、参考文献

[1]《中国集成电路大全》TTL集成电路国防工业出版社，1985

[2]《实用电子电路手册》北京：高等教育出版社，1991