数字计步器实验报告无错版

精心整理数字电路课程设计任务书

2012－2013学年第1学期第19周－20周

1、此表

2、课

、

书

课程设计名称：数字电路课程设计

课程设计题目：数字计步器

学院名称：信息工程学院

专业：通信工程班级：100421

学号：24姓名：**

评分：教师：

2012年1月18日

摘要本课程设计是设计数字计步器，要求采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，主人走一步的时候，开关闭合一次，同时还应具备清零的功能。为了实现对移动步数的累计，在人体移动时水平位置发生变化从而触动水银开关使电路实现间断性的接触，从而产生脉冲信号使计数电路实现累计，达到记录人体移动步数的目的。

在设计该电路时，由于要实现对移动步数的累计故要用计数器来计数。为了清楚的知道自己任何时

及

(3)

第1 (4)

第2 (5)

(5)

(5)

第3 (6)

(6)

(6)

...7第4 (8)

4.1 (8)

第5 (10)

5.1组装 (10)

5.2调试与结果分析 (10)

总结 (12)

心得体会 (13)

参考文献 (14)

附录Ⅰ (15)

附录Ⅱ (16)

附录III (18)

前言开设本次电子课设，就是为了锻炼我们对记数器知识的了解和应用，以及培养我们对实际问题的解决能力，以利于我们今后的学习和工作。为了实现数字进位记步，我们选用按扭开关来模拟人走路，同时加上大电阻和大电容，以保护电路，不被烧坏，同时消除电路中的干扰，这点非常重要。同时该电阻和电容构成的积分电路解决了开关的抖动问题从而就解决了信号的输入问题，使得信号的累加和进位更加准确。用74LS390就可以实现0-99的进位为实现0-9999的进位可用两片74LS390再加上四片74LS247译码器和四个LED数码管就可以很好的将74LS390输出的数字显示出来。

为

和计

计步器

更好

1.

一次。

2.参考原理：本系统的原理和计数器是相同的，但是要特别注意开关的抖动以及信号的整形问题。

〖主要参考元器件〗74LS390，74LS48，74LS08

第2章系统组成及工作原理

2.1系统组成通过四个74ls390级联以此达到数字计数功能，计数按十进制，采用四位制。每个

74ls390的输出端连接74ls48实现译码功能。电路的结构大致可分为4部分：输入部分，计数部分，译码部分，显示部分。

系统框图：

图

2.2

当

第

端接低

计数器开始工作。输出端将数以二进制的形式输入到译码器的输入端,译码器将数译码后输入到数码管使其显示计数器所计的数。由于74LS390是一个双十计数芯片，下一级的计数器的脉冲输入端INA的信号是由上一级的74LS390的输出端QA和QD相与后的输出提供的。当第一级计数计到9以前，QA和QD相与的结果都是低电平，下一级的INA端始终为低电平。当计数到9时，二进制1001，QA和QD相与的结果由低电平变为高电平，但74LS390是下降沿触发的故下级计数器此时不计数,当此级再来一个脉冲时,由于芯片计数性质，此级计数器由9变为0,二进制对应0000，此刻下级的INA端由高电平变为低电平,对于74LS390而言接收到一个下降沿,下一级的计数器开始计数,此时

数码管显示的数为0010，依次类推，可以实现从0000到9999的计数。74LS390的CLR端高电平有效，当J1开关打到地端实现清零。在开关J1处用了积分电路，它的作用是防止开关的抖动造成计数器计数不准确而且电容可以用来滤波对信号进行整形。当开关K1打开时电路处于低电平状态,当开关K1打下来时电路处于高电平,从而能实现目的.记数脉冲产生电路用于控制计数状态,当打下开关时系统将处于工作状态即进行数值累加.由于工作电路计数芯片74390是下降沿触发的计数器,所以要使电路工作就必须输入下降沿脉冲即由电压瞬时由高电平变为的电平来提供有效沿,如图3.2.图中电阻和电容的组合是为了防止干扰,使电路有一定的时间常数,在闭合开关时,不至于同时产

图3.1

图

3.1

译

译码

所以两第4

4.1

如图

计数图4-2

于两个十进制计数器。一片完整的74LS390是由U5A和U5B构成的.

图4-3所示是整个电路设计的关键，由于74LS390是双十计数芯片，使其下一级计数器的脉冲输入端INA的信号由上一级的输出端QA和QD通过74LS08相与后输出提供，上一级（如个位计数器）计数到9时，QA,QD相与为1，下一级（如十位计数器）INA端接收到高电平，当上一级再接收到一个信号时，QD,QC,QB,QA输出为0000，QA,QD相与为0，下一级INA端接收到低电平由高电平变成低电平，下降沿触发使此级计数器（十位计数器）工作计数1，实现进位。其它进位原理相同。第5章组装，调试与结果分析

5.1组装

按照选定的设计方案，领来元器件后开始组装。

根据先难后易，先低后高，先贴片后插装的原则进行锡焊，按照设计电路图合理焊好元器件。

使用电烙铁进行焊接时应注意以下几点：

1.电烙铁使用前要上锡。具体方法是：将电烙铁烧热，待刚刚能焊锡时，涂上助焊剂，再用焊锡均匀的涂在烙铁头上，使烙铁头均匀的涂上一层锡。

2.焊接时间不宜过长，否则容易损坏元器件和电路板。

5.2

本课（1）

（2）

（3）

1脚连到QA，同时去掉74LS08N3脚连到的开关，使3脚连到74LS390的15脚。这关系到74LS390的特性，当74LS390的3脚和4脚相连时就会是10进制，在数码管从0到9后悔自动回0，不需要再将74LS08N的3脚连开关来清零。只要细心排查故障，就能确保设计成功。经过设计小组的一系列仔细排查，反复试验检验本设计，总算成功完成了。

总结

为期两周的课程设计过程中，借助于图书馆，互联网等信息平台，收集到了一些相关资料，在与同组人共同分析问题解决问题，经过不断的修改和验证，最终成功地完成了本次课程设计实验。在本