电路课程设计3~9自动循环计数器

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1、设计题目二:自动循环计数器一、设计任务:1.用集成计数器实行3~9自动循环计数。2.电路能实现3~9加法和3~9减法循环计数。3.输出用数码显示。二、总体设计思想:根据题目要求,系统可以划分为以下几个部分,基本思想如下:1、电源部分,由它向整个系统提供+5V电源。2、单脉冲产生部分:功能是由它产生单个脉冲,为循环计数部分提供计数脉冲。3、译码显示电路部分:计数器输出结果的数字显示。4、加/减控制电路部分:实现加或减循环计数功能由控制部分完成。5、可逆计数器部分:完成3~9的可逆加或减循环计数。系统设计方框图如图1所示。加/减控制电路单脉冲产生译码显示电路可逆计数器电源图13~9加

2、/减可逆自动循环计数器系统设计方框图三、各个单元逻辑电路及其工作原理3.1、译码显示电路:1、方案论证方案一:采用74LS47TTLBCD—7段高电平有效译码/驱动器9,数码管需选用共阳极数码管。方案二:采用74LS48TTLBCD—7段译码器/内部上拉输出驱动。采用74LS48不需要外接电阻。确定方案:采用74LS47TTLBCD—7段高电平有效译码/驱动器,数码管需选用共阳极数码管,需要外接一个200欧姆的电阻。2、译码显示电路的设计74LS47的引脚见图2,74LS47的功能表如表1所示,其中,A0,A1,A2,A3为七段译码器的输入端,a—g为7段译码输出端。图274LS

3、47引脚图表174LS47引脚功能表—七段译码驱动器功能表十进数或功能输入BI/RBO输出LTRBIA3A2A1A0abcdefg01100001000000111x00011100111121x00101001001031x00111000011041x01001100110051x01011010010061x01101010000071x01111000111181x10001000000091x1001100001009灭灯xxxxxx01111111灭零10000011111111试灯0xXxxx10000000(1):试灯输入端。用来检验数码管的七段是否正常工作。当L

4、T=0时,无论A0A1A2A3为何状态,输出均为0,数码管全亮,显示“8”字。(2):灭灯输入端。只要BI=0,无论A0A1A2A3为何状态,输出均为1,七段全灭,无显示。(3):灭零输入端。在/LT=1的前提下,当/RBI=0且输入A0A1A2A3=0000时,译码器各段输出全为高电平,显示器各段全灭,而当输人数据为非零数码时,译码器和显示器正常输出,显示“0”。利用此功能可以实现对无效零进行消隐。数码管显示原理见图3。图3数码管显示原理3.2、加/减控制电路1、方案论证方案一:74LS191TTL为4位二进制同步加/减计数器。方案二:74LS190TTLBCD同步加/减计数器

5、。方案三:74LS192TTL可预置BCD双时钟可逆计数器。方案四:74193TTL可预置四位二进制双时钟可逆计数器。确定方案:经过比较,结合系统要求,决定采用方案三。2、控制部分及循环加减计数部分的设计同步十进制可逆计数器CT74LS192,逻辑功能示意图见图4。9逻辑功能示意图:拐角3,2,6,7:数据输入端拐角15,1,10,9:数据输出端拐角12,13:悬空拐角11:控制置数端拐角14:清零端拐角4,5:双时钟图4逻辑功能示意图3、74LS192功能表:输入输出逻辑功能拐角14拐角11ABCDQAQBQCQD1*****0000置00010101010置数01****10

6、10保持注:拐角14:CR拐角11:/LD表274LS192功能表4、74LS192主要逻辑功能:(1)异步置数:CR=0,/LD=0,QAQBQCQD=ABCD(2)加计数:CR=0,/LD=1,CPu=CP,CPd=1,QAQBQCQD按加法计数(3)减计数:CR=0,/LD=1,CPu=1,CPd=CP,QAQBQCQD按减法计数5、课程设计答辩完后,发现用74LS190来实现更为简便,于是又重新设计,采用方案二,具体操作如下:(1)集成十进制同步加/减计数器CT74LS190,逻辑功能示意图见图5。图5逻辑功能示意图9(2)74LS190功能表见表3表374LS190功能

7、表⑶主要逻辑功能。采用方案二,只需再加一个JK触发器控制74LS190加减计数翻转就可以了;四、系统逻辑框图3~9加法计数:93~9减法计数:五、总体电路设计图:1、74Ls190:2、工作原理:9由单脉冲产生单元产生的计数脉冲送至74LS190的CP端,做加法时,190的D/端需接地,通过手动开关S2实现。加法计数当加过9时,在CC/CR端将发出一个进位正脉冲,9再加1按照题目要求应该变成3;做减法时按照题目要求3减1应该变成9,在此利用74LS298双4位2选一数据选择器将预

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