成品计数器设计报告DOC.docx

成品计数器设计报告DOC.docx

《成品计数器设计报告DOC.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《成品计数器设计报告DOC.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

成品计数器设计报告DOC

实验报告

2013至2014学年度第1学期

课程名称：

数字电子课程设计

系别：

电气工程系

班级：

电气工程及其自动化二班

学号：

1109141117

姓名：

吕辉

指导教师：

王开全

实验项目名称

设计成品计数电路

实验学时

一周

实验地点

个人电脑

一、实验目的

1、掌握多位数字显示系统的工作原理及设计、调试方法；

1、掌握相关集成电路的工作原理及使用方法；

2、理解集成电路的兼容性和接口电路的应用。

二、实验内容与要求

将自动生产线上流过的成品转换成脉冲信号送给成品计数电路后可对成品的数量进行自动计数。

具体要求如下：

1、成品计数电路的输入为一路脉冲信号，脉冲当量为1，即每输入一个脉冲，显示的数值增1。

2、显示系统以十进制格式显示成品数量，最大容量为四位十进制数，并具有灭零功能，即无效零不得显示。

3、成品计数电路采用异步清零方式。

4、计数器、译码器、数码管等集成电路必须选型，如果所选集成电路输出电平不兼容（即集成电路类型不同），还必须设计接口电路。

5、画出显示系统的原理图、设计方案的方框图以用各集成电路的外引脚图。

6、设计信号转换电路和整形电路。

7、写出设计说明书。

8、也可选择其它课题。

摘要

计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。

计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等.

计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。

计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。

计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作。

它主要的指标在于计数器的位数，常见的有3位和4位的。

很显然，3位数的计数器最大可以显示到999，4位数的最大可以显示到9999。

狭义的计数器是指一些常用计时器，例如体育比赛中测试时间的计时器等，但本词条所要介绍的并不是这种计时器，要介绍的是应用更为广泛的时序逻辑电路中的计数器。

关键字：

光敏三极管、计数器、译码器、数码显示器

设计框图

脉冲产生

脉冲整形

计数器

译码器

数码显示器

三、具体电路实现

1.信号转换电路

本设计的信号采集环节使用光敏三极管来完成。

在生产线的两侧分别放置光源和光敏三极管，当产品经过时让产品遮住光源，这样就能是光敏三极管的工作状态改变，当产品经过时为无光状态，输出为高电平；无产品经过时为感光状态输出为低电平。

具体电路如下图1：

图1图2

图2为所用光敏三极管3DU5C的技术参数，其中配值电阻的参数计算如下：

设输出的低电平

≤0.4V，电源电压Vcc=6V。

则：

R=

=

=1867Ω≈2kΩ

2.脉冲整形电路

本设计的脉冲整形电路采用由555时基电路构成的施密特触发器。

电路如图3所示：

图3

图4

图4为555时基电路引脚图。

图5为施密特触发器的输入与输出的波形图。

可以看出施密特触发器可以将正弦波转换为电平脉冲，同理可以将幅值达到一定值的不规则波形转换规则的脉冲波形。

图5

3.计数器链接电路

根据设计要求，要是计数器的技术范围为0~9999，可以用四片模十计数器组成，也可用四片模十六计数器变换而成，本设计使用四片模十六74LS161计数器变换构成。

74LS161计数器为中规模集成的4为同步二进制计数器，该计数器为二进制加法计数，同步预置数、异步清零。

这里使用该芯片的异步清零功能，采用反馈置零法将其变换为十进制计数器。

电路如图6所示：

四片计数器的连接方式有串行进位和并行进位两种方式，这里我们选用串行进位，如图7所示：

图6

图7

4.译码环节

讲数据进行计数后，要将其显示出来必须先对其译码，转换成显示器能识别的数码，这就要用到译码器，这里选用的是BCD-七段显示译码器7448。

他可以将由计数器输出的二进制代码转换成显示器能识别的代码。

根据要求，数码显示器的无效零灭零，则四片译码器的接法如图8所示：

图8

5.显示环节

数值经译码器译码后，就可送至显示器显示，这里选用的是BS201。

BS201为共阴极显示管，带小数点D.P。

图9为其外形图和等效电路。

图9

总电路图

图10

心得体会

本周我们进行了数电电子技术的课程设计，通过此次课程设计，我对数字电子电路有了比较深刻的认识，体会到数字电子电路设计的不易，加深了对这门课的理解。

当然，在设计中，遇到过不少的困难，但是，通过网上查找相关资料，及参考书本，得到了意想不到的结果。

通过这次课程设计，我懂得了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，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

实践能更好的检验理论的正确与否，实践能更好的帮助我们探求自身的不足，实践能更好的巩固我们的知识。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解。

同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在此我们表示感谢！

同时，对给过我帮助的所有同学和老师表示忠心的感谢

参考文献

[1]、《数字电路》阎石主编.高等教育出版社第四版1999。

[2]、《集成电路手册》

[3]、《新标准电气识图》王晋生、杨元峰主编。

元器件清单

74LS04×2

74LS20×2

74LS161×4

74L48×4

BS201×4

发光二极管（光源）×1

电阻：

2k×1、10k×1

电容：

0.01u×1

光敏三极管：

3DU5C×1

555时基电路×1

+5v电源

+6v电源

四、实验结果及分析

成绩

指导教师签名