采用74LS192设计的47进制计数器.docx
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采用74LS192设计的47进制计数器
采用74LS192设计的4、7进制
计数器
《电子设计基础》
课程报告
设计题目:
4/7进制计数器设计
学生班级:
通信0902
学生学号:
20095972
学生姓名:
指导教师:
时间:
2011.6.24
西南科技大学
信息工程学院
1.设计题目及要求
h题目:
4/7进制计数器设计:
采用74LS192(40192),
J要求:
砥数码管显示状态.
b.用开关切换两种进制。
—计数脉冲由外部提供。
2.题目分析与方案选择
由题目及其要求分析可知,首先要使用74LS192或40192设计一个4进制计数器和一个7进制计数器,然后通过数码管来显示状态。
两种进制间的切换可以通过一个单刀双掷开关来实现。
其重点和难点在于设计一个4进制计数器和一个7进制计数器口
通过分析74LS192和40192的特点,发现可以使用清零法来设计一个4进制计数器,而7进制则不能直接通过置数或者清零获得口因业我选择采用置数法将74LS192或40192设计的从0到7的8进制计数器改装为从1到7的计数器*然后再通过一个减法器使从1到7的计数器变为从0到6的7进制计数器。
而减法器可以使用集成加法器和四个异或门来实现。
三-主要元器件介绍
在本课程设计中,主要用到了兀LS192计数器、7447译码器、74LSOO与非门、740*与门、74LSB6异或门、74283加法器、七段数码显示器和一个单刀双掷开关等元器件。
一、十进制同步可逆计数器74LS192
功能如下:
L异步清零口74LS192的输入端异步清零信号CR’高电平有效。
仅当CR=l时,计数器输出清零,与其他控制状态无关■
2.异步置数控制。
LD非为异步置数控制端,低电平有效.当CR=0,LD非=0时,D1D2D3D4被置数环受CP控制口
3.加法计数器,当CR和LD非均无有效输入时,即当CR=0.LD非=4而减数计数器输入端CPd为高电平,计数脉冲从加法计数端CPu输入时,进行加法计数:
当CPd和CPu条件互换时,则进行减法计数。
4.保持°当CR-IKLD非(无有效输入),且当CRd-CPu=l时,计数器处于保持状态円
土进行加计数,并在Q3、QU均为KCPu=0时,即在计数状态为1001时,给出一进位信号。
进行减计数,当Q3Q2QIQO=OOOOt且CP40时*BO非给出一错位信号。
这就是十进制的技术规律。
在设计过程中,我主要利用74LS192的计数功能,通过置数法和清零法将其改造为一个4进制计数器和一个7进制计数器。
输入
输出
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P2
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Q3
Q2
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加计数
0
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X
X
X
减讦数
74LS192功能表
74LS192引脚图
二、显示译码器
L七段数码显示器
七段式数码显示器是目前使用最广泛的一种数码显示器。
这种数码显示器有分布在同一平面的七段可发光的线段组成,可用来显示数字、文字、符号。
最常用的七段数码显示器有半导体数码管和液晶显示器两种。
根据发光二极管的连接形式不同,分为共阴极显示器和共阳极显示器(如图儿共阴极显示器将七个发光二极管的阴极连接在一起,作为公共端。
在电路中,将公共端接于低电平,将某段二极管的阳极为高电平时,相应段发光*共阳极的显示方式和共阴极相反。
COM
abcdefSDP
COM
三"7447显示译码器
七段显示器译码器把输入的BCD码*翻译成驱动七段LED数码管各对应段所需的电平◎七段显示译码器7447是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。
它用于对十进制数的8421BCD码进行译码,以驱动七段显示器显示十进制数字。
其输入为8421BCD码,输出高电平有效,可直接驱动阴极显示器,其功能表和7448的功能表一样如图所示,表中10-15六个状态一般不用"除了译码输入、输出外,7447还有三个辅助控制端,以增强器件功能口
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(输入)
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四、74283加法器
每一位的进位信号送给高位作为输入信号,因此,任一位的加法运算必须在低一位的运算完成之后才能进行,这种进位方式成为串行进位,这种加法器的逻辑电路较为简单。
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]-7~8]~
S1BlAlSOAOBOCTGND
74283管脚图
74283原理图
-.电路设计及计算
1.选择一个方波信号发生器作为输入信号源;
CP
2利用74LS192,通过清零法设计一个四进制计数器,状态图如下:
0000*0001
0100和
00110010
3、利用74S192通过置数法设计一个从1到7的计数器,状态图如下:
二亠0011
0001'0010
A
■
0111•二0110•一
然后通过减法器在每一个状态的基础上减去一个1,从而实现一个7进制
计数器。
减法器电路如图所示
4、通过一个单刀双掷开关控制信号源,从而进行四进制和七进制之间的转
接7进制计数器
接地
5、进行四进制计数时,在74LS192后面接一个7447显示译码管,将
8421BCD码转换成十进制,最后通过一个七段显示数码管来显示数据输出
状态6在进行七进制计数时,用40192进行置数法计数,预置数为0001,计数到1000后反馈到置数端,循环计数,后面接一个74238加法器构成的减法器,使输出显示数字在0000~0110之间计数,在经过7447译码管将其转化为十进制数0~6,从而实现七进制计数器功能。
五、原理图、仿真图及结果分析、PCB版图
原理图如下所示:
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仿真及结果分析
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仿真图
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四进制波形
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七进制波形
PCB板排布
2.PCB原理图如下:
PCB顶层
总结:
完成这次课程设计之后,我觉得自己在电子设计过程中收获了
很多,在这过程中我遇到了很多困难:
在电路仿真时候,我觉得
原理图是正确的,但运行不出想要的结果,我把74LS192换成
了同样是计数器的74LS161,结果可以实现4、7进制的转换,于是我认为时芯片出了问题,找到老师说明了我的问题后,才知道是这个芯片本身特点,要根据它自身的性质来修改原理图;还有,接地的标号中要把Net选项选为GND,不然在PCB制作中将没有接地这一个选项出现;在PCB板制作时,要对元器件不断调
整位置来使排版最佳体会:
通过这次课程设计,我对电子设计又有了更深了解,这过程中遇到的困难正是我所收获的,解决它们的过程也是我自身能力提高和拓展知识的过程。
我的专业要求要有很强的动手能力,只有亲自经历,才能把书本的理论知识和实践结合起来,巩固所学知识。
完成这次课程设计增强了自己在专业设计方面的信心,鼓舞