三位计数器的课程设计.docx

1、三位计数器的课程设计三位计数器的课程设计第一章 选题目的和意义目的：电子计数器是一种多功能的电子测量仪器。它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。通常电子计数器按不同的用途分几类：1，按计数数值变化分： 加法计数器、减法计数器、可逆计数器；2，按进制（计数器的模数）分： 二进制、十进制、十六进制计数器等；3，按计数器各触发器状态变化先后次序分： 同步计数器、异步计数器。本次选题的目的主要有以下几点：1，学习小规模计数器逻辑功能的测试方法；2，熟悉计数器的设计方法；3，熟悉中规模集成计数器的功能及应用；4，进一步熟悉数字逻辑实验仪中的译码显示功能；5，用数据选

2、择器来解决实际问题的方法；6，掌握LED数码管及显示电路的工作原理；7，学会综合测试的方法；8，掌握译码显示电路的原理；意义：1，养成严肃、认真的科学态度，培养良好的学习方法；养成科学的思维习惯，培养独立分析问题和解决问题的能力、培养团结互助、协调一致的团队精神。2，养成质量意识、工艺意识、技术规范意识；培养逻辑思维能力，推理、演绎能力、归纳、总结能力。3，培养语言表达与文字表达能力；培养自学能力、获取知识的能力； 培养创新意识。第二章 技术现状和发展趋势Lexmark和HP现有的计数器技术主要为ASIC技术。从这点上来，再生制造商的 解决方法应该是多项技术的综合 解决方案。把OEMs技术的发

3、展方向作为前提，再生制造商也应该有了明确的方向。但这种多技术的综合 解决方案并不是简简单单就能达到的。从这一点上说，自行开发ASIC技术对再生制造商来说是最好的 解决方法。ASIC技术的特点有：应用 程序用户化，组件最小化，最优化，能量耗损最节省化。缺点是：ASIC的设计技术太过专业化，制造 设备也需要较高的费用。但只有这样，才能保证高质量的产品。还有一点：一但一个ASIC集成方案设计完成。就很难改变，不像现在利用的比较灵活的multi-component（多种技术综合）解决方案。所以自行开发ASIC技术无疑对再生时常来说还需要大量的资本和专业的技术来源。很明显，OEMs接连不断的利用越来越高

4、级的技术就是要把再生再生制造商赶尽杀绝。首先，他们可以扩大技术难度，这项措施就可以让OEMs制造商得到更多的经济收入。对于激光 打印机制造商来说， 设置障碍技术也需要一定的费用。但是，不管他们在计数器上投入多大的资金，他们的收入还是会大于他们的指出。所以他们会继续大力发展障碍技术。但有一点，这种投入也是要有一定底线的，因为他们要发展这项技术就是要得到更多的经济收入。如果为了发展这项技术而导致的结果向军备竞赛一样，那就得不偿失了！那些不具备高新技术的再生制造商，他们的市场占有率会越来越下降。但对有实力的再生制造商来说，这无疑是一个非常好的消息。因为有可能别人失去的市场正是他们所要占有的。从过去几

5、年的情况看来，再生再生制造商已经区分出不同的等级。高水平的越来越高，低水平的越来越低。而且不同的产品再生制造商也在分化。这都是被技术障碍所划分的。就是说，对于再生制造商来说，划分等级的标准不再是密度和产量。更多的是再生制造商的技术实力。还有一点就是，再生再生制造商有没有意识到这种危机的存在。如果还没意识到，那么这样的再生再生制造商就会被淘汰。而生存下来的那些再生再生制造商，他们的市场份额就会大幅度的提高。 这项行业的发展受到通用技术，服务和硬件技术的影响。只要OEMs的技术有提高，那么我们的技术就必须提高。现在需要解决的技术难题是HP4100,HP9000,T520,T620。第三章 解决问题

6、的技术方案受网络的影响，OEMs的障碍技术降低了再生再生制造商深入市场的 速度。这种情况在几种机型上体现得非常明显，例如：HP4100,HP9000,Lexmark T520,620等。说到4100，再生再生市场的占有率比HP4000的占有率减少了近50%。再生再生制造商从2002.8月才渗入HP9000的市场。相对于HP8100(82X)只有少量的增长。Lexmark的T520和T620也一样，过了一段时间，再生再生制造商才找出解决问题的方案。Lexmark的主机的变化，也给再生再生制造商带来了很大的麻烦。观察以前的情况，更高级的障碍技术会给再生再生制造商带来更大的麻烦。 经济的影响和再生再

7、生制造商经济实力的增高同样会给再生再生制造商带来很大的影响。财政收入和支出都会继续增长，而且增长的步伐会加快。不是所有的再生再生制造商都有足够的实力来迎接这项挑战。换句话说，有些再生再生制造商是没有实力来攻克这些技术难关的。实训设备和器件实训设备：万用表、逻辑试电笔、示波器、直流稳压电源。实训器件：实验电路板、二进制计数器74LS160两个、字符译码器74LS48三个、共阴极数码管三个、与非门74LS00三块，纽扣开关三个等。第四章 所设计方案的工作原理查集成电路手册，初步了解74LS160、74LS48、和数码管的功能，确定74LS160、74LS48、74LS00的管脚排列，了解各管脚的功

8、能。实训电路如图4-1所示。电路中由两个与非门构成单脉冲发生器，计数器74LS160对其产生的脉冲进行计数，计数结果送入字符译码器并驱动数码管，使之显示单脉冲发生器产生的脉冲个数。同理，由三个74LS160计数器进行计数，再由三个74LS48译码器进行译码，送给三个共阴极数码显示器AMBERCC，由此，就组成了一个三位计数器。具体过程如下：74LS00产生脉冲74LS160计数器74LS48译码器共阴极数码显示器AMBERCC第五章 方案设计第一节，预习了解各管脚的功能。第二节，连接电路按实验电路图在实验板上安装好实验电路，检查电路连接，确认无误后再接电源。第三节，电路逻辑关系检测利用开关分别

9、将74LS00的4、2管脚轮流接地，当管脚2每接地一次，用逻辑试电笔（或示波器）测试74LS160的四个输出端Q3Q0的电平同时观察数码管显示的数字。第四节，74LS160功能试验（1）异步置“0”功能：接好电源和地，将清除端 接低电平，无论其他各输入端的状态如何，测试计数器的输出端。如果操作无误Q3Q0均为0。（2）预置数功能：将 接高电平， 接低电平，数据输入端D3D0置0011，在CP的上升沿作用后，测试输出端Q3Q0的电平。如果操作准确，D3D0的数据为0011，说明D3D0的数据已预置到Q3Q0端。（3）计数和进位功能：将 、 、CET、CEP端均接高电平，CLK端输入单脉冲，记录输

10、出端状态。如果操作准确，每输入一个CP脉冲，计数器就进行一次加法计数。计数器输入16个脉冲时，输出端Q3Q0变为0000，此时进位输出端TC输出一个高电平脉冲。（4）保持功能：将 和 接高电平，CET和CEP其中一个为低电平，其余输入端无论接什么电平，观察输出端的状态。如果操作无误，Q3Q0保持不变。原理图如图4-1所示:图4-1第五节，总结与分析（1）该实训电路的功能是对输入脉冲从000999进行递增计数，并通过译码显示电路将所记的脉冲数显示出来。（2）如果我们给步骤3）的测试结果赋值（高电平为1，低电平为0），将得到9组相应的四位二进制代码（00001001）。不难发现，利用开关将74LS

11、00的管脚2每接地一次，即对74LS160输入一个计数脉冲，74LS160的输出就递增1，表明74LS160能记录输入脉冲个数，故称为计数器。（3）将计数器74LS160输出的二进制代码输入到由74LS48和数码管组成的译码显示电路，即可用十进制数显示计数结果。（4）通过以上可以看出，计数器74LS160具有计数、进位、清“0”、预置数和保持功能。另外，电路图中由74LS00组成的基本RS触发器是一个手动的单脉冲发生器。管脚4、2轮流接地一次，RS触发器就产生一个脉冲，用来为计数器提供计数脉冲。第六章 设计说明、设计清单本次课程设计是一个三位计数器，该计数器可以对输入脉冲进行计数，采用74LS

12、00与非门产生脉冲信号，传递给74LS160进行计数，在由74LS48进行译码，最后给共阴极数码显示器AMBERCC显示数据，此三位计数器的计数范围是000999，在任何时刻均可通过置零端复位。具体所用芯片资料如下：一，74LS00资料：简要说明：74LS00为2输入端与非门（正逻辑），共有54/7400，54/74H00，54/74S00，54/74LS00四种线路结构形式，其主要特点典型值如下：表6-1引出端符号1A-4A，1B-4B，输入端1Y-4Y 输出端逻辑图图6-1 电源电压7V输入电压74LS007V工作环境温度：74XXX 070C存储温度-65150C功能表表6-2表6-3二

13、，74LS48资料输出端（YaYg）为高电平有效，可驱动灯缓冲器或共阴极 VLED。当要求输出 015 时，消隐输入（ B I ）应为高电平或开路，对于输出为 0 时还要求脉冲消隐输入（ R B I ）为高电平或者开路。当 B I 为低电平时，不管其它输入端状态如何，YaYg均为低电平。当RBI和地址端（A0A3）均为低电平，并且灯测试输入端（ L T ）为高电平时，Ya Yg为低电平，脉冲消隐输出（ R B O ）也变为低电平。当 B I 为高电平或开路时， L T 为低电平可使YaYg均为高电平。48 与 248 的引出端排列、功能和电特性均相同，差别仅在显示 6 和 9,248 所显示的

14、6 和 9 比 48 多出上杠和下杠。引出端符号A0A3 译码地址输入端B I / R B O 消隐输入（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）L T 灯测试输入端（低电平有效）R B I 脉冲消隐输入端（低电平有效）YaYg 段输出逻辑图图6-2功能表表6-4输出样式：表6-5极限值电源电压 . 7V输入电压54/7448. 5.5V54/74LS48 . 7V工作环境温度74XXX . 070存储温度-65150 静态特性（TA为工作环境温度）表6-6 1: 测试条件中的“最小”和“最大”用推荐工作条件中的相应值。动态特性(TA=25)参 数2测 试 条 件48LS48单位最大最大tPL

15、HA任一YVcc =5V, CL=15Pf,RL=1 K(LS48 为4K)100100nstPHL100100nstPLH任一 RL=1 K(LS48 为6K)100100nstPHL100100nsR B I Y2: tPLH输出由低电平到高电平传输延迟时间 tPHL输出由高电平到低电平传输延迟时间表6-7三，74LS160资料简要说明74LS160为可预置的十进制同步计数器，160的清除端是异步的，当/MR为低电平时，不管时钟CP状态如何，即可完成清除功能。160的预置是同步的，当置入控制器/PE为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0-Q3与数据输入端P0-P3一致，当CP由低至高跳

16、变或跳变前，如果计数控制端CEP,CET为高电平，则/PE应避免由低至高电平的跳变，而74LS160无此限制。160计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上实现的，的那个CEP,CET都是高电平时，在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰，对于74LS160，只有当CP为高电平时，CEP,CBT才允许由高至低低电平的跳变，而74LS160的CEP,CET跳变与CP无关。160有超前进位功能，当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，骑宽度为Q0的高电平部分。在不外加门电路的情况下，可级联成N位同步计数器。在CP出现前，即使CEP,CET,/MR发生变化，电路功能也不受影响。图6-3表6-8极限值 电源电压7V输入电压5.5VCEP与CET电压5.5V工作环境070贮存温度-65150表6-9表6-10参考文献1 柳秀山 韩克 冯明库 薛迎霄主编. 电子技能与EDA技术. 暨南大学出版社，2004.122 余孟尝主编. 数字电子技术基础简明教程. 高等教育出版社，2005.113 杨志忠主编. 模拟电子技术. 高等教育出版社，2000. 8 4 王新贤主编. 通用集成电路速查手册. 山东科学技术出版社，2005. 25 谢自美.电子线路设计实验测试M.武汉：华中科技大学出版社，2000