(数电课设)二十四进制计数器

一．课程设计目的

《电子技术基础2-2课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。目的是通过解决比较简单的实际问题巩固和加深在《电子技术基础2-2（数字电子技术基础）》课程中所学的理论知识和实验技能。训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工作。使学生初步掌握数字电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。

数字电子课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充。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。不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到各种各样的问题，同时在设计的过程中发现自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固所学的知识。

二．设计方案论证

1．设计方案的选择

通过查阅资料对不同的设计方案进行比较论证，根据现有条件选择合适的设计方案，Multisim有其丰富的仿真分析能力以及完整的电路原理图图形输入和电路硬件描述语言输入方式，结合了直观的捕捉和功能强大的仿真特点，能快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。引入Multisim软件帮助我们快速且轻松地将刚学到的理论知识用计算机仿针真实地再现出来。

2．设计任务：设计一个二十四进制计数器，计数状态从0～23，要求有译码显示。

3. 设计思路：在Multisim 7软件中构建一个二十四进制计数器，它是由两个二－五－十进制异步计数器74LS290构成，还有一个简单的与门连接其中所需要的某些管脚，异步的特点是每次在最低位加1时，从低位到高位的进位是逐位产生和传递的，触发器并不是同时作用，电路结构是很简单的，除触发器之外，不需要附加任何其他电路单元，它在时钟信号的不断作用下，计数状态从0～23不断循环变化。

4.选定设计方案的框图：

5.单元电路的设计：

图（1）二－五－十进制异步计数器74LS290(U1,U2)

图（2）与门

图（3）时钟脉冲

图（4）显示器

6.相关说明：先将2-5-10进制计数器接成一百进制计数器，第一片代表十位，第二片代表个位。然后将一百进制计数器用置零法接成二十四进制计数器，第一片：QDQCQBQA=0010，第二片：QDQCQBQA=0100。当计数器计数为23时，下一个时钟脉冲到来时刻计数器回到初始状态，这样就构成了二十四进制计数器。

三．设计结果与分析

1.原理图

图（5）完整原理图

元件总汇表：二－五－十进制异步计数器74LS290(U1,U2)；与门；时钟脉冲；显示器，发光二极管，电源。

2.测定方案：

1）所需元件用途：两个二－五－十进制异步计数器74LS290构成二十四进制计数器，与门连接其中所需要的某些管脚，时钟脉冲产生的时钟信号不断作用于电路，使电路发生新状态，于是计数状态从0～23不断循环变化。

2）测试步骤：

在Multisim 7中构造二十四进制计数器：

打开Multisim 7应用程序，选择File菜单，在下拉表中选择New命令，然后就自动出现制图环境。取用元器件时，先用鼠标点击元件工具中的按钮，打开相应的分类库，再从中选择所需的元件。按照电路原理图首先取用两个二－五－十进制异步计数器74LS290，点击主元件工具栏中最上面的电源库按钮，弹出Select a Component（电源分类库菜单）。在左边的Family一栏中选择第二行的74LS项，然后，在中间的元件（Component）一栏中选择74LS290D，再点击右上角的OK按钮，即可将其取到电路图编辑窗口中。然后按照类似的操作分别取一个于门，一个时钟脉冲，发光二极管，一个电源。

为了组成合理的电路图，需要调整元件的位置和方向，将鼠标指向元器件，按住左键，可将元件曳到所需的位置。将鼠标指向元器件，单击右键，即可弹出一个员器件操作的命令菜单，从中选择适当的命令，可使元件的方向左右，上下翻转，顺时针转90度或逆时针转90度等。

设置元器件的参数时，用鼠标双击，弹出属性对话框，分别给元件赋值，并设置名称标号。

连接电路时，将鼠标指其中一个引角，该处将出现一个小黑原点，单击左键，

然后移动鼠标，此小黑原点也跟着移动，移至另一个元件引脚时再单击左键，两个引脚之间就出现一条连线。

经过上述一系列操作，电路原理图制作完成。

分析仿真：

单击右上角类似开关的按钮，即可看见两个显示器中的数字从01～23不断循环变化。再次点击按钮时，数字的显示就会停止在当时的位置上，证明二十四进制计数器电路的制作与仿真基本成功。其在显示23时的截图即仿真结果如下：

1）截图：

图（6）仿真结果

2）分析：因为此次设计做的是二十四进制计数器，计数状态由0～23不断循环变化，因此，只要元件选择正确，连接电路图准确无误，运行仿真操作没有差错，仿真结果与理论值就应该是完全一致的，由上图的仿真结果可知其正确性。

3）误差分析：只要操作正确，此次设计在结果上与理论值会是完全一致的，因此误差在这里不容易体现。但是我们应该了解任何仿真软件都是不可能绝对精确，在一定程度上存在误差，而且我们无论做什么仿真的时候，都要注意提高抄作质量，避免出现误操作。

四. 设计体会

1．对设计的评价：本次模拟电子课程设计，通过利用Multisim软件，对电路进行仿真分析，明确了二十四进制计数器的设计过程以及其发生原理，以及各元器件的作用。

2．心得体会：通过本课程设计，使更深更精地了解数字电子技术的基础知识、电路分析与计算的基本方法，通过利用Multisim软件，对电路进行一系列分析，仿真，更将抽象的理论知识与实际电路设计结合在一起，加深了对数字电子中一些基本定理的理解与运用。也初步掌握了进行实验的基础技能，相信一定能为我们以后的学习打下一个坚实的基础，也使我们在综合性实践这一环节得到了很大的锻炼，对所学的理论知识进行了进一步的扩展与应用，也是对课程理论和课程实验的综合和补充。培养了们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。能够使学生掌握数字电子课程的基础知识、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。

五．参考文献：

[1]阎石，《数字电子技术基础》[M]北京，高等教育出版社，2006

[2]杨刚，《数字电子技术基础实验》[M]北京，电子工业出版社，2004.

[3]杨志忠，《电子技术课程设计》[M]北京，机械工业出版社，2008

[4]王建珍，《数字电子技术》[M]北京，人民邮电出版社，2005