計(jì)數(shù)器種類很多。按構(gòu)成計(jì)數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來(lái)分,有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)制的不同,分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)器的增減趨勢(shì),又分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器。還有可預(yù)制數(shù)和可變程序功能計(jì)數(shù)器等等。目前,無(wú)論是TTL還是CMOS集成電路,都有品種較齊全的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器。使用者只要借助于器件手冊(cè)提供的功能和工作波形圖以及引出端的排列,就能正確運(yùn)用這些器件。
計(jì)數(shù)器在現(xiàn)代社會(huì)中用途中十分廣泛,在工業(yè)生產(chǎn)、各種和記數(shù)有關(guān)電子產(chǎn)品。如定時(shí)器,報(bào)警器、時(shí)鐘電路中都有廣泛用途。在配合各種顯示器件的情況下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,擴(kuò)展更多功能。
60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,由于24進(jìn)制、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器均由集成計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成,且都包含有基本的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,從設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便考慮,芯片選擇同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器
1.計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)目的
1) 每隔1s,計(jì)數(shù)器增1;能以數(shù)字形式顯示時(shí)間。
2) 熟練掌握計(jì)數(shù)器的各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)。 3) 計(jì)數(shù)器間的級(jí)聯(lián)。
4) 不同芯片也可實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制。
2.計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)組成
1) 用兩個(gè)74ls192芯片和一個(gè)與非門實(shí)現(xiàn)。
2) 當(dāng)定時(shí)器遞增到59時(shí),定時(shí)器會(huì)自動(dòng)返回到00顯示,然后繼續(xù)計(jì)時(shí)。
3) 本設(shè)計(jì)主要設(shè)備是兩個(gè)74LS160同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,并且由200HZ,5V電源供給。作高位芯片與作低芯片位之間級(jí)聯(lián)。
4) 兩個(gè)芯片間的級(jí)聯(lián)。
六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)描述
1.設(shè)計(jì)的思路
1) 芯片介紹:
74LS90計(jì)數(shù)器是一種中規(guī)模二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器,管腳圖如圖所示。 R01、R02是計(jì)數(shù)器置0端,同時(shí)為1有效;R91和R92為置9端,同時(shí)為1時(shí)有效;若用A輸入,QA輸出,為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器;如B為輸入,QB-QD可輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)器;將QA與B相連,A做為輸入端,QA-QD輸出十進(jìn)制計(jì)數(shù)器;若QD與A輸入端相連,B為輸入端,電路為二-五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
74LS192 為加減可逆十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,CPU端是加計(jì)數(shù)器時(shí)鐘信號(hào),CPD是減計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)RD=1 時(shí)無(wú)論時(shí)鐘脈沖狀態(tài)如何,直接完成清零功能。RD=0,LD=0 時(shí),無(wú)論時(shí)鐘脈沖狀態(tài)如何,輸入信號(hào)將立即被送入計(jì)數(shù)器的輸出端,完成預(yù)置數(shù)功能。
2) 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表
3) 74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器,它具有雙時(shí)鐘輸入,并具有清除和置數(shù)等功能,其引腳排列及邏輯符號(hào)如下所示:

圖中:PL為置數(shù)端,CPu為加計(jì)數(shù)端,CPd為減計(jì)數(shù)端,TCu為非同步進(jìn)位輸出端, TCd為非同步借位輸出端,P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端,MR為清除端,Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。

4) 利用兩片74ls192分別作為六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的高位和低位,分別與數(shù)碼管連接。把其中的一個(gè)芯片連接構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,另一個(gè)通過(guò)一個(gè)與門器件構(gòu)成一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
5) 如下圖:

2.設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
1) 兩芯片之間級(jí)聯(lián);把作高位芯片的進(jìn)位端與下一級(jí)up端連接這是由兩片74LS90連接而成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,低位是連接成為一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,它的clk端接的是低位的進(jìn)位脈沖。高位接成了六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)輸出端為0101 的時(shí)候在下個(gè)時(shí)鐘的上升沿把數(shù)據(jù)置數(shù)成0000 這樣就形成了進(jìn)制計(jì)數(shù)器,連個(gè)級(jí)聯(lián)就成為了60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,分別可以作為秒和分記時(shí)。
2) 方案的實(shí)現(xiàn):
使用200HZ時(shí)鐘信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖。根據(jù)設(shè)計(jì)基理可知,計(jì)數(shù)器初值為00,按遞增方式計(jì)數(shù),增到59時(shí),再自動(dòng)返回到00。此電路可以作為簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘的分鐘顯示。下圖為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的總體框圖。

六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與仿真
1.基本電路分析設(shè)計(jì)
1) 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(個(gè)位)電路本電路采用74LS160作為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,它是一個(gè)具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進(jìn)制上升沿計(jì)數(shù)器。
2) 功能表如下;

連接方式如下圖:

3) 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(十位)電路

圖3 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(十位)
4) 時(shí)鐘脈沖電路

5) 置數(shù)電路

6) 進(jìn)位電路

7)譯碼顯示電路

8)選定儀器列表

仿真電路圖


實(shí)訓(xùn)總結(jié)
1.遇到的問(wèn)題及解決方法
1) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中我查閱了大量的資料,了解了許多關(guān)于計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題,進(jìn)一步理解了各種元器件的使用方法。
2) 這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多,不僅掌握了簡(jiǎn)單的電子電路的設(shè)計(jì)與制作,也掌握了畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作的方法和格式。在制作電路時(shí),我深深體會(huì)到連接電路時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì),每一步驟都要認(rèn)真分析。
3) 本次課程設(shè)計(jì)也反映出很多問(wèn)題,比如競(jìng)爭(zhēng)—冒險(xiǎn)現(xiàn)象是很常見(jiàn)的,并且消除此現(xiàn)象并不是很容易,尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電路而言,往往消除了一處競(jìng)爭(zhēng)—冒險(xiǎn)現(xiàn)象,又產(chǎn)生了另一處,此問(wèn)題需要我以后多加注意。
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