• 1概述
  

計數器是一個用以實現計數功能的時序部件，它不僅可用來及脈沖數，還常用作數子系統的定時、分頻和執行數字運算以及其它特定的邏輯功能。

    計數器種類很多。按構成計數器中的各觸發器是否使用一個時鐘脈沖源來分，有同步計數器和異步計數器。根據計數制的不同，分為二進制計數器、十進制計數器和任意進制計數器。根據計數器的增減趨勢，又分為加法、減法和可逆計數器。還有可預制數和可變程序功能計數器等等。目前，無論是TTL還是CMOS集成電路，都有品種較齊全的中規模集成計數器。使用者只要借助于器件手冊提供的功能和工作波形圖以及引出端的排列，就能正確運用這些器件。

計數器在現代社會中用途中十分廣泛，在工業生產、各種和記數有關電子產品。如定時器，報警器、時鐘電路中都有廣泛用途。在配合各種顯示器件的情況下實現實時監控，擴展更多功能。

1.1計數器設計目的

• 每隔1s，計數器增1；能以數字形式顯示時間。
• 熟練掌握計數器的各個部分的結構。
• 計數器間的級聯。
• 不同芯片也可實現六十進制。
  

     1.2計數器設計組成

• 用兩個74ls192芯片和一個與非門實現。
• 當定時器遞增到59時，定時器會自動返回到00顯示，然后繼續計時。
• 本設計主要設備是兩個74LS160同步十進制計數器，并且由200HZ，5V電源供給。作高位芯片與作低芯片位之間級聯。
• 兩個芯片間的級聯。
  

• 2.六十進制計數器設計描述
  

      2.1設計的思路

• 芯片介紹：74LS192 為加減可逆十進制計數器，CPU端是加計數器時鐘信號，CPD是減計數時鐘信號RD=1時無論時鐘脈沖狀態如何，直接完成清零功能。RD=0，LD=0 時，無論時鐘脈沖狀態如何，輸入信號將立即被送入計數器的輸出端，完成預置數功能。
• 十進制可逆計數器74LS192引腳圖管腳及功能表
• 74LS192是同步十進制可逆計數器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示：
  

圖中：為置數端，為加計數端，為減計數端，為非同步進位輸出端，          為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數據輸出端。

• 利用兩片74ls192分別作為六十進制計數器的高位和低位，分別與數碼管連接。把其中的一個芯片連接構成十進制計數器，另一個通過一個與門器件構成一個六進制計數器。
• 如下圖：
  

        

       2.2設計的實現

• 兩芯片之間級聯；把作高位芯片的進位端與下一級up端連接這是由兩片74LS192連接而成的60進制計數器，低位是連接成為一個十進制計數器，它的clk端接的是低位的進位脈沖。高位接成了六進制計數器。當輸出端為0101 的時候在下個時鐘的上升沿把數據置數成0000 這樣就形成了進制計數器，連個級聯就成為了60進制計數器，分別可以作為秒和分記時。
• 方案的實現：
  

使用200HZ時鐘信號作為計數器的時鐘脈沖。根據設計基理可知，計數器初值為00，按遞增方式計數，增到59時，再自動返回到00。此電路可以作為簡易數字時鐘的分鐘顯示。下圖為60進制計數器的總體框圖。

圖1   系統總體框圖

• 3. 六十進制計數器的設計與仿真                                                
  

       3.1基本電路分析設計

• 十進制計數器（個位）電路本電路采用74LS160作為十進制計數器，它是一個具有異步清零、同步置數、可以保持狀態不變的十進制上升沿計數器。
• 功能表如下；
  

                                                  表1  十進制計數器功能表

         

圖2  十進制計數器（個位）

• 十進制計數器（十位）電路
  

              圖3  十進制計數器（十位）

• 時鐘脈沖電路
  

圖4  時鐘脈沖電路

• 置數電路
  

                                                                   

• 進位電路
  

      

  圖6   進位電路

• 譯碼顯示電路
  

         

• 選定儀器列表
  

• 進入Multisim10.0界面
  

• 右擊空白處，選擇放置元件，進入元器件選擇區，選擇要放置的元件，然后單擊放置。
  

• 放置好各種器件之后，即可進行線路連接，同時標明所需參數值。設置元器件的參數時，用鼠標雙擊，彈出屬性對話框，分別給元件賦值，并設置名稱標號。
  

           

• 確認電路無誤后，即可單擊仿真按鈕，實現對電路的仿真工作。
• 觀察結果看是否與理論分析的預測結果相同。
  

• 4.總結
  

  4.1遇到的問題及解決方法

• 在設計過程中我查閱了大量的資料，了解了許多關于計數器設計方面的問題，進一步理解了各種元器件的使用方法。
• 這次課程設計讓我學到了很多，不僅掌握了簡單的電子電路的設計與制作，也掌握了畢業設計寫作的方法和格式。在制作電路時，我深深體會到連接電路時一定要認真仔細，每一步驟都要認真分析。
• 本次課程設計也反映出很多問題，比如競爭—冒險現象是很常見的，并且消除此現象并不是很容易，尤其是對結構復雜的電路而言，往往消除了一處競爭—冒險現象，又產生了另一處，此問題需要我以后多加注意。
  

         4.2實驗的體會與收獲

• 本設計原理簡單，結構清晰，較為容易仿真成功。從本次課程設計中使我獲益匪淺，
• 在實驗過程中要用心面對每一個問題，通過不斷的努力去解決這些問題.在解決設計問題的同時自己也在其中有所收獲。
• 首先使我對數電這門課程有了更深的體會，通過對60進制計數器的設計使我將以前所學的理論知識運用到實際中去，使用Multisim軟件進行仿真，使我找到了很多以前沒有完全理解的知識，通過再次查找資料，我又學會了很多。
• 通過這次設計我深刻感到自己的知識十分有限，在以后的課程學習中一定要認真學習理論知識，充實自己。
  

60進制計數器設計.doc (235 KB, 下載次數: 14)

2018-1-9 16:49 上傳

點擊文件名下載附件
單片機學習資料
下載積分: 黑幣 -5