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1、 . . . 电子课程设计 -药片计数器学院：电子信息工程学院 专业：电子信息工程专业 班级：电子131502班 ：许鹏 学号：2 指导教师：黄庆彩 2015年12月目录一、设计任务与要求11.1任务与要求1二、总体框图12.1 总体框图12.2 模块设计容1三、选择器件23.1 74LS147 十进制数-BCD优先编码器 23.2 74ls47 BCD-7段数码管译码器驱动器 43.3 74ls04 非门 63.4 74ls160 同步可预置数加法计数器 73.5 74ls85 4位二进制数值比较器 83.6 共阳数码管 103.7 555定时器11四、功能模块124.1 标准量编码/译码/
2、显示控制电路 124.2 计数电路134.3 数值比较电路144.4 计数脉冲电路 15五、总体设计电路图165.1 总体电路原理图及仿真结果165.2 硬件实验结果17. . . . 药片计数器一、 设计任务与要求 1.1 任务与要求设计一个药片装瓶计数的控制电路，使药片在装瓶时能够自动计数，达到设定量后自动停止，并开始第二瓶计数。当药瓶装瓶时，挡住了光线的照射，使计数器获得一个计数脉冲，计数器计数加1。第二片到来时，计数器再加1 ，随着药片的增加，获得数字A，用数字A和标准量B进行比较，当A=B时，计数器停止计数。同时控制传动皮带使第二瓶进行装片（计数）。二、总体框图 2.1 总体框图计数
3、脉冲 显示译码计数 显 示译码标准量控制数值比较图2-1 药片计数器控制电路的电路框图2.2模块设计容方案一：基于数字电子技术的设计先使用编码器进行编码，接着将编码容通过译码器译码并通过数码管显示，从而得到标准量的控制部分；计数部分使用十进制计数芯片，同样通过译码器译码并通过数码管显示计数的值；标准量与计数值最后通过比较器进行比较，并用比较信号来控制传送皮带；计数脉冲部分使用555定时器组成单稳态电路，是否遮光来决定是否产生触发沿。方案二：基于51单片机的设计 通过编程来控制单片机，继而控制标准量与计数量的比较，比较结果用来控制传送皮带，并且要控制数码管显示部分。此方案电路简单、实用，但是此次
4、课程设计是对数字电子技术课程的进一步了解和应用，以及对所学容的考核，所以我们采用方案一。方案一的总体电路框图如图2-1，标准量控制电路部分可以直接用二进制置数，但考虑到实际生产中用二进制置数不方便，容易造成错误而造成重大损失，因此在这部分用按键来实现编码，编码采用十进制数-BCD优先编码器74ls147,然后采用74ls47进行译码，数码管显示电路部分采用共阳极数码管来实现，此设计更为直观化，也更容易被采用。在计数电路中，有可预置数同步可逆加减十进制计数器74ls190、同步十进制双时钟加减计数器74ls192以及同步可预置数4位的十进制加法计数器74ls160可供我们选择，考虑到我们不需要减
5、法计数部分，所以我们采用两片加法计数器74ls160进行同步级联组成100进制的计数器。数值比较电路中，基于我们设计的标准控制电路和计数电路，我们要两位十进制进行比较，即 8位二进制数值比较，所以我们用两片集成的4位比较器74ls185进行级联，组成8位二进制数值比较器。计数脉冲电路中，采用555定时器组成的单稳态电路，当遮光时触发端TR产生高电平,OUT产生低电平；未遮光时触发端TR产生低电平，OUT产生高电平，形成触发沿使计数时钟有效（在计数电路中我们使用的74ls160为下降沿有效）。三、选择器件 3.1 74LS147 十进制数-BCD优先编码器 图3-1十进制数-BCD优先编码器74
6、ls147具有优先编码功能，即在同时输入多个数字时，只对最大数字进行编码。图3-1为其逻辑符号，该编码器具有9个低电平有效的输入端，没有0输入端，当所有9个输入都无效时就是对0进行编码；具有4个低电平有效的输出端，允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码，编码为优先权最高数字的反码。其部由 一系列的门电路组成，部原理图如图3-2所示，表3-1为十进制数-BCD优先编码器74ls147的真值表。表3-1 十进制数-BCD优先编码器74ls147的真值表输入输出0XXXXXXXXX010110XXXXXXX0111110XXXXXXX10001110XXXXXX10011
7、1110XXXXX1010111110XXXX10111111110XXX110011111110XX1101111111110X111011111111101110图3-23.2 74ls47 BCD-7段数码管译码器驱动器图3-374LS47，它的逻辑符号如图3-3，是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，它部有门电路构成，其部原理图如图3-4。表3-2列出了74LS47的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。74LS47是BCD-7段数码管译码器/驱动器，74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字,通过它解码，可以直接把数字转换为数码管的显示数字，74LS4
8、7为低电平作用。该译码器有4个控制信号：灯测试端,动态灭灯输入，灭灯输入/动态灭灯输出/ ，他们功能如下：所有各段都灭功能：当/ 作为输入端使用时，若=0，则不管其他输入信号，输出各段都灭。各段都灭检测功能：当/ 作为输出端使用时，若输出0，表示各段已经熄灭。所有各段都亮功能：当=1或开路而=0时，所有各段都亮，该功能用于检测各段的工作情况。灭0功能：当=0，且ABCD信号为0，而=1时，所有各段都灭，同时输出0，该功能是灭0。显示功能：=1或开路，=1或开路，=1时，按照功能表显示输入数字0-15对应的图形，并且不灭0。该译码器可以按灭0方式连接，所谓“灭0连接”是灭掉不需要的0，例如，若2
9、05.06显示为00205.060在视觉上不习惯，这时需要灭掉最左边的两个0和最右边的一个0，但不能灭掉205.06中的0。对于整数，只要高位为0，次高位才能灭0，所以将高位的与次高位的连接。对于小数，将次高位的与高位的连接。表3-2显示数字及其特定符号图3-43.3 74ls04 非门输入A输出Y1001图3-5 表3-374LS04的逻辑符号如图3-5所示。它由六组反相器集成，输出信号Y是输入信号A的非，若输入信号A是高电平H（1），则输出信号Y是低电平L（0）；若输入信号A是低电平L（0），则输出Y是高电平H（1），74ls04的逻辑功能表见表3-3。其部单个原理图如图3-6，它由二极管
10、、三极管及电阻构成。图3-63.4 74ls160 同步可预置数加法计数器 输入输出 0 异步清零 1 0 同步预置 1 1 1 1 计数 1 1 0 保持 1 1 0 保持图3-7 表3-4同步可预置数4位十进制加法计数器74ls160具有异步清零端，逻辑符号如图3-7所示，它具有数据输入端A、B、C和D，以及同步置数端、异步清除端和计数控制端ENT和ENP,为方便级联，设置进位输出端RCO。当=0时，异步清零，当=0、=1，CP脉冲为上升沿时预置数。当=ENT=ENP=1时，电路工作在计数状态。当计数器计数值为九时，RCO输出一个与Qa端高电平部分相同宽度的高电平。74ls160的逻辑功能表见表3-4。74ls160的部是由门电路与D触发器组成，其部原理图见图3-8。 图3-83.5 74ls85 4位二进制数值比较器图3-974ls85数值比较器的逻辑符号如图3-9，它用于比
