自动循环计数器(精)

目录

一、设计目的…………………………………………………………… ..

二、内容及要求………………………………………………………… .

三、设计思想…………………………………………………………… .

四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍………………… .

(一、电源部分………………………………………………………………… .

(二、单脉冲产生部分………………………………………………………… .

(三、译码驱动显示部分…………………………………………………………

(四、控制部分及循环加减计数部分……………………………………………

五、总体电路设计图、工作原理及元器件清单………………………

六、硬件电路安装、调试测试结果,出现的问题、原因及解决方法

七、总结设计电路的特点和方案的优缺点……………………………

八、收获、体会…………………………………………………………

九、参考文献…………………………………………………………… ..

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 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。

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 3~9的可逆加或减循环计数。

系统方框图如图 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 U 2×1.2;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; C

1、 C

2、 C

3、 C 4为滤波电容, C 1、 C 2 采用电解电容, C 1= 1000μF/16V, C 2= 1000μF/10V, C 3、 C 4为高频滤波电容, C 3=0.33μF , C 4=0.1μF 。

3、电源部分原理图,见图 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。

O

(a

(b

C

(a (b

(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, 数码管需选用共阳极数

码管。

方案二:74LS48 TTL BCD— 7段译码器 /内部上拉输出驱动。采用 74LS48不需要外接上拉电阻。

确定方案:故采用 74LS48。由于 74LS48输出是高有效,所以显示数码管选用LTS547R 共阴极数码管。

2、元器件型号的选择及参数计算:

数码管 LTS547R ,译码 /驱动器 74LS48;限流电阻的计算,数码管压降一般为1.8~2.2V,工作电流 10~20mA,经试验,静态显示时 10 mA亮度相当可观,所以限流电阻 R1~R7=(5V-2V/10mA=300Ω, 功率为 0.012×300=0.03W,故电阻选用

R1~R7=300Ω(1/16W。

3、译码驱动、显示电路的设计

74LS48的引脚见图 4, 74LS48的功能表如表 1所示,其中, D C B A为 8421BCD 码输入端, a — g 为 7段译码输出端。

图 4 74LS48引脚图