模值为15的数字计时器

课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 模值为15的数字显示计数器 学生姓名 系 别 电子科学与技术系 专 业 微电子学 班级号 学 号 指导老师 模值为15的数字显示计数器 设计目的： 1. 学习电路系统的功能需求 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与基本设计考虑 2. 学习元器件的选择 3. 熟悉M=15的计数器的工作原理 4. 掌握分频电路、计数电路、固定脉冲产生电路的设计 5. 掌握555时基电路及基本计数器的特性和应用 6. 熟悉和掌握74LS248、74LS90、74LS21芯片以及共阴极数码管的使用方法 7.通过排版、组线、焊接等过程，学习和掌握电子器件的制作过程，以及在制作中所要注意的问题 设计任务： 1.具有显示0到14的计数功能 2.控制计数器的直接置数0、启动连续功能 3.计数器为14秒递增计数器，其计时间隔是由NE555多谐振荡器所产生脉冲信号决定  4.计数器计数从0开始，当输入为低电平时，开始计数，递增计时到14时，数码管将归零 5.在教师的引导下学生自主完成设计的整个过程，包括：设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选取、了解器件性能、电路图的设计及系统功能仿真验证、硬件的装配与调试与故障分析、撰写课程设计报告 设计方案： 原理框图： 原理简述： 脉冲信号由NE555计时器组成的多谐振荡器为整个电路提供频率大约为1Hz的方波脉冲信号，通过其OUT端将方波脉冲信号送给74LS90（1），当输入为低电平时，74LS90(1)开始计数。74LS90在计数的同时将信号传给74LS248七段译码器，而七段译码器通过控制数码管将74LS90所计的数显示出来。当74LS90（1）满十时，将向74LS90(2)进位。当74LS90（2）为1，且74LS90（1）为4时，完成一个周期，并且通过控制74LS21四输入与门而使自身置零，从而进入下一个周期。数码管示数以一秒为单位递增，当其递增到14时，计数器完成一个周期的计数，这样就组成了一个模值为15的数字显示计数器。 计数流程图： 从上图可以看出计数器是从0开始计数，从0计到14，完成一个计数周期后，再回到0上，开始下一个计数周期。 设计仿真： 利用multisim仿真软件对设计图进行仿真，以确保设计简单以及其合理性和正确性 1.在仿真软件的器件库中找到所涉及的所有器件 2.按照设计图完成线路的链接 3.进行仿真和调试 仿真图如下: M=15的计数器仿真图 器件选取: 序号 器件名称 所需个数 1 共阴数码管 2个 2 74LS248 2个 3 74LS90 2个 4 74LS21 1个 5 NE555 1个 6 电阻 1个 7 电阻 1个 8 电容 1个 9 电容 1个 10 5V电源 1个 11 导线 若干 12 开发板 1块 器件介绍： 1、共阴数码管 数码管(LED)由特殊的半导体材料砷化镓、 磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件(半导体显示器)。 分段式显示器(LED数码管)由7条线段围成0—— 9 字型，每一段包含一个发光二极管。当外加正向电压时，大量的电子和空穴z哎扩散过程中复合，其中一部分电子从导带跃迁导价带，把多余的能量以光的形式释放出来，便发出一定波长的可见光。只要按规律控制各发光段的亮、灭，就可以显示各种字形或符号。 半导体数码管和液晶显示器都可以用TTL和COMS集成电路直接驱动。为此，就需要用显示译码器讲BCD代码译成数码管所需要的驱动信号，以便是数码管用十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。 今以D、C、B、A表示显示译码器输入的BCD代码，以Fa~Fg表示输出的7位二进制代码，并 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 用1表示数码管中线段的点亮状态，用0表示线段的熄灭状态。则根据显示字形的要求，便得到了如下所示的真值表。 由表可看出，现在与每个输入代码对应饿输出不是某一根输出线上的高低电平，而是另一个7位的代码了，所以它已经不是我们刚开始所学的那种译码器了，但从广义上讲，都可以称为译码器。其真值表如下： 七段LED数码管真值表 2、74LS248芯片 4 线——七段译码器/驱动器（BCD 输入，有上拉电阻） 简要说明： 248 为有内部上拉电阻的 BCD—七段译码器/驱动器，共有 74248 和 74LS248 两种线路结构型式。其主要电特性的典型值如下(不同厂家具体值有差别): 型号 IOL VO(OFF) PD 54248/74248 6.4mA 5.5V 265mW 54LS248 2mA 5.5V 125mW 74LS248 6mA 5.5V 125mW 输出端(a~g)为低电平有效，可直接驱动指示灯或共阴极 LED。 当要求输入 0～15 时，消隐输入(/BI)应为高电平或开路，对于输出 0 时还要求 脉冲消隐输入(/RBI)为高电平或开路。 当 BI 为低电电平，不管其它输入端状态如何，a～g 均为低电平。 当/RBI 和地址端(A~D)均为低电平，并且灯测试(/LT)为高电平时，a~g 均为低电 平，脉冲消隐输出(/RBO)为低电平。 当 BI 为高电平开路时，/L T 的低电平可使 a～g 为高电平。 248 与 48 的引出端排列，功能和电特性分别相同，差别仅在显示的字形 6 和 9， 248 的为 和 ，48 为和。 引出段符号： A,B,C,D 译码地址输入端 /BI，/RBO 消隐输入（低电平有效） 脉冲消隐输出（低电平有效） /LT 灯测试输入端（低电平有效） /RBI 脉冲消隐输入端（低电平有效） a~g 段输出（低电平有效） 外引线排列: 极限值: 电源电压 …………………………………………. 7V 输入电压 74LS248 …………………………………. 5.5V 74LS248 ……………….7V截止态时流入电压 输出端电流 ………………………….1mA 工作环境温度 54XXX …………………………………. -55~125℃ 54XXX …………………………………. 0~70℃ 存储温度…………………………………………. -65~150℃ 3、74LS90芯片 74LS90功能：十进制计数器（÷2 和÷5） 原理说明：本电路是由4 个主从触发器和用作除2 计数器及计数周期长度为除5 的3 位2 进制计数器所用的附加选通所组成。有选通的零复位和置9 输入。 为了利用本计数器的最大计数长度（十进制），可将B 输入同QA 输出连接，输入计数脉冲可加到输入A 上，此时输出就如相应的功能表上所要求的那样。 （1）74LS90的真值表: 真值表： Reset Inputs复位输入 输出 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) QD QC QB QA H H L X L L L L H H X L L L L L X X H H H L  L H X L X L COUNT COUNT COUNT COUNT L X L X L X X L X L L X （2）74LS90的引脚图:                     图1 74LS90引脚图 （3）74LS90的逻辑图:      图2 74LS90逻辑图 4、74LS21芯片： 双4输入与门 简要说明 21 为两组 4 输入端与门（正逻辑），共有 54/74H21、54/74LS21 两种线路结构型式， 其主要电特性的典型值如下： 型号 tPLH tphl PD 54/74H21 7.6ns 8.8ns 80mW 54/74LS21 8ns 10ns 9mW 逻辑图 双列直插封装 A1-D1、A2-D2为输入端；Y1、Y2为输出端 极限值 电源电压 …………………………………………. 7V 输入电压 74LS21 ………………………………………. 7V 工作环境温度 54XXX ………………………………………… -55~125℃ 74XXX…………………………………0~70℃ 存储温度 功能表: 5、NE555定时器： 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制 作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，害有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V～16V 工作，7555 可在 3～18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 5 和图 6 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压Vcc/3 和 2Vcc/3，它的功能表如表 2 所示。 图5 555定时器结构框图 图6 555定时器引脚图 表2 555定时器功能表 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2ＶCC /3，A2 的同相输入端的电压为ＶCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于ＶCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2ＶCC/3，同时 TR 端的电压大于ＶCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 基于NE555的多谐振荡器 焊接过程: 1． 准备施焊 准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。 2． 加热焊件 将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。 3． 熔化焊料 当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。 4． 移开焊锡 当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。 5． 移开烙铁 当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。 问题分析： 焊接过程中遇到了很多问题，通过仔细的检查和改正最终解决了问题。 1.排版、走线的问题，因为所买的元件并不是像仿真软件上的元件一样，所以应该从新画图、连线，设计出线路的最佳路线，以便于后面的焊接简单、方便。而且如有错误，也容易改正。 2.在器件的焊接过程中要注意对器件的保护，电烙铁的高温容易对器件造成损害，因此，在焊接器件引脚时不要时间过长，维持在3~5秒就行。 3.焊接完成之后，要对器件进行测试、调试。在测试过程中要特别注意电压vcc 的值，要在5v左右。如果电压太高，会烧毁器件；如果太低，器件就不能正常工作。 4.调试，由于各种因素的影响，仿真环境下的工作状态和真实做出来的东西是有差别的，因此必须要对器件进行调试。我们的设计需要调试它的频率，理论上可以通过改变R2、C1的值来改变频率，但C1在选定之后就难以改变，所以只能通过改变R2的值来改变频率。 总结： 本次通过课程设计,使我熟悉了计数器、振荡器、显示电路的设计方法，同时熟悉了数字系统设计中不同数字信号之间时序配合的设计方法。 我们认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。 课程设计虽然结束了，也留下了很多遗憾，因为由于时间的紧缺和许多课业的繁忙，并没有做到最好，但是，最起码我们没有放弃，它是我们的骄傲！相信以后我们会以更加积极地态度对待我们的学习、对待我们的生活。我们的激情永远不会结束，相反，我们会更加努力，努力的去弥补自己的缺点，发展自己的优点，去充实自己，只有在了解了自己的长短之后，我们会更加珍惜拥有的，更加努力的去完善它，增进它。只有不断的测试自己，挑战自己，才能拥有更多的成功和快乐！认真对待每一个实验，珍惜每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我们在这次课程设计中学到的最重要的东西，也是以后都将受益匪浅的！ 0011 0010 0001 0000 1110 0100 0101 1101 0110 1100 1011 0111 1010 1001 1000 � � _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567893.unknown _1234567890.unknown