采用74LS192设计的47进制计数器.doc
word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：学生学号：学 生：指导教师：时 间：14 / 15一. 设计题目及要求1、 题目：4/7进制计数器设计：采用74LS192（40192）。2、要求：a、数码管显示状态。b、用开关切换两种进制。c、计数脉冲由外部提供。二. 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。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。因此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74LS192计数器、7447译码器、74LS00与非门、7408与门、74LS136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：1. 异步清零。74LS192的输入端异步清零信号CR，高电平有效。仅当CR=1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,不受CP控制。3. 加法计数器，当CR和LD非均无有效输入时，即当CR=0、LD非=1,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=0、LD非=1（无有效输入），且当CRd=CPu=1时，计数器处于保持状态。5. 进行加计数，并在Q3、Q0均为1、CPu=0时，即在计数状态为1001时，给出一进位信号。进行减计数，当Q3Q2Q1Q0=0000，且CPd=0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。 74LS192功能表 74LS192引脚图二、显示译码器1七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）。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。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1015六个状态一般不用。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。 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。74283管脚图74283原理图四. 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；CP2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 01000011 00103、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：0001 00100011 0111011001010100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换。接4进制计数器接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00000110之间计数，在经过7447译码管将其转化为十进制数06，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：仿真及结果分析 MULTISIM仿真图 四进制波形 七进制波形PCB板排布2. PCB原理图如下:PCB顶层 PCB底层总结: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，鼓舞了自己，对我以后的学习很大帮助。
