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1、 课程设计课程设计( (论文论文) )题 目： 十进制自动加减可逆计数器 院 （系）： 电子工程与自动化学院 专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 李明 学 号： 0900820521 指导教师： 何锋 职 称： 2012 年 1 月 9 日桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 14 页1摘 要低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。有源滤波器是指由放大电路及 RC 网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但 RC 网
2、络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。关键词：低通滤波器；集成运放 UA741； RC 网络AbstractLow-pass filter is a component which can only pass the low frequency signal and attenuation or inhibit the high frequency signal . Ideal frequency response of the filter circuit in the pass band should have a certain am
3、plitude and linear phase shift, and amplitude of the resistance band to be zero. Active filter is composed of the RC network and the amplifier, it actually has a specific frequency response of the amplifier. Higher the order of the filter, the rate of amplitude-frequency characteristic decay faster,
4、 but more the number of RC network section, the more complicated calculation of device parameters, circuit debugging more difficult. According to indicators ，second-order active low-pass filter is used in this design .Key words：Low-pass filter； Integrated operational amplifier UA741； RC network,桂林电子
5、科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 14 页2桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 14 页3目目 录录引言引言.3 1 电路原理及设计方案.3 1.1 计数器的介绍31.2 计数器的设计.31.3 设计方案.52 芯片介绍.62.1 74ls192 等.63 Proteus 实际仿真. .74 制板及调试.84.1 注意事项.84.2 制作 pcb 板的流程.84.3 注意事项.84.4 调试.84.5 测试结果分析.9课设总结.10谢辞.12参考文献.13附录.14桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 14 页4引言课程设计是理论联系实
6、际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。本次课设介于采用 Winter 2009，采用 proteus 结合仿真，做板联合实际调节。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 14 页51
7、电路原理及设计方案1.1 计数器的介绍计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路。计数器在数字系统中主要是对脉冲 的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能 。1.2 计数器的设计十进制加减计数器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定计数器的进制以及所需要的拓展功能，选择具体的电路形式，列出电路中所需要的芯片，设计合理简洁的电路，安装电路和调试，使设计的计数器满足指标要求，具体步骤如下：（1）根据所需要的功能指标选择 74ls192 芯片。（2）根据所需的拓展功能选择合适的芯片。（3）设计大体电路框架。（4） 根据所拥有的芯片来搭建合理的完善的电路。（5）
8、对所设计的电路进行仿真，检查是否有不完善之处。（6）安装电路并进行调试，使电路的性能满足指标要求。根据设计要求，74ls192 ，74ls48，D触发器，数码管等等芯片来实现计数功能。有555构建的多谐振电路来实现1HZ的连续脉冲，有D触发器构建的反馈实现自动加减可逆，有74ls192与74ls48以及数码管来实现基本的技术功能，由与非门芯片构成的开关电路来实现手动脉冲输入。1.3 设计方案桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 14 页6555 电路的工作原理555在此电路上中用作信号源，产生1HZ的连续脉冲。设置R5=5.1K,R4为10K的可变电阻器，C4=100uF的
9、电解电容，则T=0.7(R1+2R2)C=1s,即实现所需的脉冲。图11 基于555的多谐振荡电路手动脉冲以及暂停电路此电路利用了74ls00四与非门芯片实现了暂停以及手动脉冲功能，当开关sw2打开时，进入自动脉冲模式，当开关闭合时，进入暂停模式，按下按钮开关一次，就会给与计数器一个脉冲，从而实现手动脉冲功能。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 14 页7图12 手动脉冲电路基本计数器电路基本计数器利用74ls192的十进制计数功能以及D触发器额74ls138的反馈来实现自动加减可逆计数。当进位或借位时给触发器输入一个高电平，是其状态反转，从而实现所需的功能。开关sw3实
10、现加法 ，减法，加减自动可逆模式的切换。开关sw4实现清零的功能。图图1 13 3 基本计数器电路基本计数器电路数码管电路 本电路使用74ls48来驱动数码管，由于其本身内置上拉电阻，所以实际中电路板无所 再接上拉电阻 图14 数码管电路设计总体思路说明设计总体思路说明首先由555构成的多谐振荡器产生一个1HZ的脉冲，输入到手动脉冲电路，当开 关sw2断开时，进入自动脉冲模式，使脉冲输入到74ls138的E2端，同时A，B，C端口同 时置低电平，138译码器开始工作，输出端D0，进入加法模式，09后，由于是74ls192 十进制芯片，所以9后为0，同时产生进位高电平，借位端为低电平，经与非门后
11、产生 高电平输入到D触发器的CLK端，使触发器状态翻转，进入减法模式，90，9后为0，产 生借位高电平，进位端低电平，与非门后为高电平，使触发器状态翻转，进入加法模 式。如此循环往复，是为自动可逆加减计数器。2 2 芯片介绍芯片介绍桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 14 页8D D触发器触发器图21 74LS74（D触发器） 26端相接，时钟端CP收到一个高电平，输出端Q状态翻转一次。138译码器图22 138译码器 4端口接受脉冲信号，当ABC置000时，输出Y0(置1)，当ABC输出001时，输出 Y1（置1）.如此可实现Y0Y1端状态切换。从而实现加减的切换。55
12、5 芯芯片片 555 电路的内部电路方框图如图 141 所示。它含有两个电压比较器，一个基 本 RS 触发器，一个放电开关管 T，比较器的参考电压由三只 5K 电阻器构成的分 压器提供。它们分别使高电平比较器A1 的同相输入和低电平比较器 A2 的反相器、 、输入端的参考电平为 2/3VCC 和 1/3VCC。A1 与 A2 的输出端控制 RS 触发器状 态和放电管开关状态。当输入信号自6 脚，即高电平触发输入并超过参考电平桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 14 页92/3VCC 时，触发器复位， 555 的输出端 3 脚输出低电平，同时放电开关管导通； 当输入信号自
13、2 脚输入并低于 1/3VCC 进，触发器复位， 555 的 3 脚输出高电平， 同时放电开关管截止。555 定时器RD 是复位端（4 脚） ，当 RD=0,555 输出低电平。平时 RD 端开路或接 VCC。 Vc 是控制电压端（ 5 脚） ，平时输出 2/3VCC 作为比较器 A1 的参考电平，当 5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一0.01uF 的电容器到地，起滤波作用，以消除外 来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T 为放电管，当 T 导通时，将给接于脚 7 的电容器提供低阻放电通路。 555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成 单稳态触发器 ，多谐振荡器， 施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。3.Proteus辅助设计及修正：桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 14 页10图3.1 proteus仿真电路图：如上图所示，产
