2 自动循环计数器[1].doc

2_自动循环计数器[1].doc设计题目:自动循环计数器
一、设计目的:
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二、内容及要求:
1. 用集成计数器实行0~9自动循环计数。
2. 电路能实现0~9加法和0~9减法循环计数。
输出用数码显示。
根据功能要求构建总体设计思想,比较和选定设计的系统方案,确定整个电路的组成以及各单元电路完成的功能,画出系统框图。
三、设计思想:
根据功能要求构建总体设计思想,按照题目要求,系统可以划分为以下各单元部分;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、译码驱动显示部分:计数输出结果送至译码驱动显示部分。
4、控制部分:实现加或减循环计数功能由控制部分完成。
5、计数部分:完成BCD码0~9的可逆加或减循环计数。
系统方框图如图1所示。
图1 3~9加/减可逆自动循环计数器系统方框图
四、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍:
(一)、电源部分
直流稳压电源主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。
1、方案论证
方案一:采用稳压二极管稳压,主要优点是简单;缺点是稳压二极管的稳压值离散性较大,限流电阻的阻值和功率计算比较繁琐。
方案二:采用三端集成稳压器,三端集成稳压器系列齐全,稳压效果好,性能可靠,使用也非常方便。
确定方案:比较方案一和方案二,决定采用方案二。
2、元器件型号的选择及参数计算:
整个系统IC均由74系列的相关芯片组成,故系统只需单一+5V电源。
三端集成稳压器:选用L7805CV;变压器:经过全波整流后7805的输入电压约为U2×;由于7805的输入电压范围是7V-15V,采用220V/9V(3W)小型变压器,则7805的输入电压范围是9×≈11V,满足7805输入电压的要求。整流桥:选择2W10/2A桥; C1、C2、C3、C4为滤波电容,C1、C2 采用电解电容,C1= 1000μF/16V,C2= 1000μF/10V,C3、C4为高频滤波电容,C3= ,C4=。
3、电源部分原理图,见图2。
图2 电源部分原理图
(二)、单脉冲产生部分
1、方案论证
产生单脉冲的方法有很多,如用集成555定时器、TTL集成单稳态触发器74LS121。
74121、74221、74LS221都是不可重复触发的单稳态触发器。属于可重复触发的触发器有74122、74LS122、74123、74LS123等。
有些集成单稳态触发器上还设有复位端(例如74221、74122、74123等)。通过复位端加入低电平信号能立即终止暂稳态过程,使输出端返回低电平。
方案一:用集成555定时器产生单脉冲,见图3—(a)。

(a) (b)
(c)
图3 单脉冲产生电路
方案二:用TTL集成单稳态触发器74LS121,,见图3—(b)。
方案三:用74LS00四—2输入与非门与手动开关,见图3—(b)
用74LS00中的两个与非门构成基本RS触发器,手动开关反复波动一次,则触发器输出端将产生一个计数脉冲。
确定方案:由于系统中其它部分用到一个与非门,在74LS00中还剩下3个与非门没有使用,则刚好用其中的两个与非门构成基本RS触发器。如果采用方案一或方案二,还要另外增加器件。所以计数脉冲产生部分采用方案三。
2、元器件型号的选择及参数计算:
与非门74LS00,R1=R2=1K,手动开关S1选用微型按钮开关。
(三)、译码驱动显示部分
1、方案论证
方案一:采用74LS47 TTL BCD—7段高有效译码/驱动器,数码管需选用共阳极数码管。
方案二:74LS48 TTL BCD—7段译码器/内部上拉输出驱动。采用74LS48不需要外接上拉电阻。
确定方案:故采用74LS48。由于74LS48输出是高有效,所以显示数码管选用LTS547R共阴极数码管。
2、元器件型号的选择及参数计算:
数码管LTS547R,译码/驱动器74LS48;限流电阻的计算,~,工作电流10~20mA,经试验,静态显示时10 mA亮度相当可观,所以限流电阻R1~R7=(5V-2V)/10mA=300Ω,×300=,故电阻选用R1~R7=300Ω(1/16W)。
3、译码驱动、显示电路的设计
74LS48的引脚见图4,74LS48的功能表如表1所示,其中,D C B A为8421BCD码输入端,a—g为 7段译码输出端。
图4 74LS48引脚图
表1 74LS48引脚功能表—七段译码驱动器功能表
十进数或功能
输入