2位10进制加法计数器课程设计

目 录

第1章 前言.................................................................................................................. 1

1.1 摘要 ...................................................................................................................... 1 1.2 设计目的 ............................................................................................................... 1 1.3 设计内容及要求 .................................................................................................... 1

第2章 设计方案.......................................................................................................... 2

2.1 系统框图 ............................................................................................................... 2 2．2主要芯片功能介绍................................................................................................... 2

2.2.1 四位二进制计数器74161介绍 ...................................................................... 2 2.2.2七段显示译码器7448介绍 ............................................................................... 3 2.3 工作原理 ............................................................................................................... 4

第3章 硬件设计.......................................................................................................... 5

3.1 单元电路设计 ........................................................................................................ 5 3.2 总硬件电路图 ........................................................................................................ 7

第4章 仿真与试验...................................................................................................... 8

4.1 仿真结果 ............................................................................................................... 8 4.2 调试中遇到的问题 ................................................................................................. 8

第5章 结论和体会...................................................................................................... 9 第6章 参考文献........................................................................................................ 10

二位十进制计数器

第1章 前言

1.1 摘要

在数字电路技术的课程中，计数器的功能是记忆脉冲的个数,它是数字系统中应用最广泛的基本时序逻辑构件。计数器在微型计算机系统中的主要作用就是为CPU和I/O设备提供实时时钟，以实现定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示等定时控制，或者对外部事件进行计数。一般的微机系统和微机应用系统中均配置了定时器/计数器电路，它既可当作计数器作用，又可当作定时器使用，其基本的工作原理就是\减1\计数。计数器：CLK输入脉冲是一个非周期事件计数脉冲，当计算单元为零时，OUT输出一个脉冲信号，以示计数完毕。

本十进制加法计数器是基于74161芯片而设计的，依靠传感器感应外界信号，传感器在感应范围内有物体时输出低电位，反之则是高电位。当传感器的感应范围内有物体移过时，传感器电位由高到低再到高，出现上跳沿。计数器会自动加一，并将在数码管上显示。本十进制加法计数器有两位七段数码管。可计数0~99个物体，并易于扩展。

该十进制加法计数器设计理念是用于工厂流水线上产品计数，自动计数，方便简单。

1.2 设计目的

1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题； 2、学习用集成触发器构成计数器的方法；

3、进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，并掌握合理选用器件的原则； 5、初步了解电路设计、仿真的过程和方法； 4、锻炼分析问题解决问题的能力；

1.3 设计内容及要求

1、具有2位10进制计数功能； 2、利用传感器，不接触计数； 3、每一个物体经过，计数器自动加1； 4、具有显示功能；

5、并用相关仿真软件对电路进行仿真。

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二位十进制计数器

第2章 设计方案

2.1 系统框图

图表 2.1 计数器的整体框图

2．2主要芯片功能介绍

2.2.1 四位二进制计数器74161介绍

图2.2.是74161芯片的逻辑电路图，其也对应了74161芯片的引脚。图2.3是74161芯片的功能表

图表 2.2 74ls161逻辑电路图

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二位十进制计数器

图表 2.3 74161的功能表

异步清零：当 CR=0 时，不论始终脉冲是否有上升沿用，立即，Q0 = 0 ；Q1 = 0 ；Q2 = 0 ； Q3 = 0

同步预置：当LD=0时，在时钟脉冲上升沿的作用下，Q0 = d1 ；Q1 = d2 ；Q2 = d3 ； Q3 = d4

当使能端LD=0 ：S=0时，计数器计数。

锁存：当使能端ENP=0或ENT=0时，计数器禁止计数，为锁存状态。 2.2.2七段显示译码器7448介绍

图2.4是7448芯片的引脚。2.5是7448芯片的功能表，当接好数码管时显示的结果。

图表 1.4 7448引脚

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二位十进制计数器

图表 2.5 七段译码器逻辑功能表

正常译码显示：LT=1，BI/RBO=1时，对输入的十进制1到15进行译码，产生七段相对应的七段显示码。

灭灯：当RBI=0，而输入端为0时，是译码器全灭。当RBI=1时才产生7显示码。 试灯：LT=0无论输入怎么样，则七段数码管全亮，所以LT用来检测数码管的好坏。

2.3 工作原理

利用四位2制计数器74161设计成两位十进制。个位、十位74161计数器的S、M脚接低电平，个位74161计数器CP脚接传感器的输出端口。需要注明的是，本计数器采用异步清零法实现十进制。个位、十位74161计数器的Q3、Q1相与非，与非门输出端接到74161清零端。十位74161计数器CP脚接个位与非门的输出端。，这样个位，十位都处于计数工作状态。个位计数器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1010）2时产生进位信号，进位信号接传给个位计数器和十位计数器，分别实现了个位清零十位加一的功能。

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