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1、WORD 数字电路 课程设计任务书20 12 20 13 学年 第 1学期第 19 周 20周 题目数字记步器 容与要求基本要求采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，主人走一步的时候，开关闭合一次提高要求参考原理、框图本系统的原理和计数器一样、但是要注意开关的抖动以与信号的整形问题。主要参考元器件74LS390，74LS48，74LS08进度安排1. 仿真、画PCB线路板图、领元器件：2天；2. 制作、焊接：2天3调试：3天4. 验收：1天5. 提交报告：2012-2013学年第一学期37周学生：100421 24 10042129指导时间：第23周指导地点：综合 楼 508 室任务下达2
2、0 13年 1 月 5 日任务完成20 13年 1 月 18 日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师小林系（部）主任付崇芳注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、 课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。课程设计说明书课程设计名称： 数字电路课程设计 课程设计题目： 数字计步器 学 院 名 称： 信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 100421 学号： 24 ： * 评分： 教师： 20 12 年 1 月 18 日 摘要本课程设计是设计数字计步器，要求采用4位数字显示步数，传感器采用水银开关，主人走一步
3、的时候，开关闭合一次，同时还应具备清零的功能。为了实现对移动步数的累计，在人体移动时水平位置发生变化从而触动水银开关使电路实现间断性的接触，从而产生脉冲信号使计数电路实现累计，达到记录人体移动步数的目的。 在设计该电路时，由于要实现对移动步数的累计故要用计数器来计数。为了清楚的知道自己任何时候走了多少步采用了LED数码管来显示数据并用BCD七段译码器来驱动数码管。故该电路由输入电路，计数电路，译码电路三部分构成。其中，输入电路由一个脉冲计数产生电路和一个置零电路组成；记数电路由两块74LS390和一块74LS08连接而成；译码电路是通过四片74LS247和电阻以与LED管。 通过此次试验，更进
4、一步了解什么是电子技术，知道如何设计电路来实现某些具体的功能。此次试验为以后的学习奠定坚实的基础。 关键字：记步器，译码，数码管。目 录前 言 3第1章 设计容与要求4第2章 系统组成与工作原理 52.1系统组成 52.2系统原理5第 3 章 设计方案与原理6 方案一6 方案二6 3.1 方案比较，选择7第 4 章 方案比较，选择与单元电路8 4.1单元电路分析8第 5 章 组装，调试与结果分析10 5.1 组装10 5.2 调试与结果分析10 总结12 心得体会13参考文献14附录15附录16 附录III18 前 言开设本次电子课设，就是为了锻炼我们对记数器知识的了解和应用，以与培养我们对实
5、际问题的解决能力，以利于我们今后的学习和工作。为了实现数字进位记步，我们选用按扭开关来模拟人走路，同时加上大电阻和大电容，以保护电路，不被烧坏，同时消除电路中的干扰，这点非常重要。同时该电阻和电容构成的积分电路解决了开关的抖动问题从而就解决了信号的输入问题，使得信号的累加和进位更加准确。用74LS390就可以实现0-99的进位为实现0-9999的进位可用两片74LS390再加上四片74LS247译码器和四个LED数码管就可以很好的将74LS390输出的数字显示出来。 本次设计型实验让我们初步的了解了电子技术的意义，让我们初步的了解到如何将平时所学到的知识运用到现实生活中也就是让我们体会到生活中
6、的许多科技产品就是用我们所学的简单知识通过综合制造出来的。此次实验在一定程度上锻炼了同学们的实际动手能力和解决实际问题的能力，为我们今后的学习和工作作了铺垫。在繁忙的当代社会，人们在忙碌的工作之余，也越来越注重自己的健康，跑步称为了一种既方便又有效的锻炼方式。而作为本次试验容的“数字计步器”，它运用于生活中时可以自动地计算行走的步数。当人们希望知道一天里行走了多少步，或者再乘以步幅来推算行走距离时可以使用它。步数是一步两步来计算的，对于数字计数器来说当然具有这种功能。 试验中在检测步数时因考虑携带的不方便与实验室水银开关的诸多不便，本实验采用脉冲信号来代替脚的每次行走所引起的震动。本设计中数字
7、计步器就是按照这个方法达到进位计数的功能，和计数器的类似。数字计步器在日常生活中主要运用在医疗健身等电子产品中，如数字跑步器、计步器等诸多相关电子设备。该设计可以合理运用到大围的产品设计中，提高现代电子产品水平，更好的服务于社会，有着很广大的发展前景和用途。 第1章 设计容与要求1. 采用4位数字显示步数，传感器则是采用水银开关，随着主人每走一步的时候，开关就闭合一次。 2. 参考原理：本系统的原理和计数器是一样的，但是要特别注意开关的抖动以与信号的整形问题。 主要参考元器件74LS390，74LS48，74LS08第2章 系统组成与工作原理2.1系统组成 通过四个74ls390级联以此达到数
8、字计数功能，计数按十进制，采用四位制。每个74ls390的输出端连接74ls48实现译码功能。电路的结构大致可分为4部分：输入部分，计数部分，译码部分，显示部分。系统框图：译码器译码器译码器数码管显示数字数码管显示数字数码管显示数字CP脉冲信号数码管显示数字译码器个位计数器十位计数器百位计数器千位计数器图1-1 计步器系统框图2.2系统原理当cr端接高电平是，电路实现计数功能，cp端输入一个脉冲时，个位实现实现计数。当个位计数达到9时，cp在输入一个脉冲，这时个位上的计数器产生进位信号，十位加一，个位清零，以此类推。当cr端接低电平时，电路实现清零功能，四位显示显示都为零。第 3 章 设计方案
9、与原理 方案一工作原理：当74LS160芯片的CLR端接高电平时，电路实现计数功能，CP端接收到一个脉冲，个位计数器开始工作计数1当个位计数达到9再接收到第十个CP脉冲，个位计数器产生进位信号，十位计数器显示1，个位计数器清零，以此类推，实现0000-9999计数。当CLR端接低电平时，由芯片性质实现计数清零，四个数码管都显示零。 方案二工作原理：74LS390是下降沿触发的计数器，当开关J2开合时瞬间会产生一个下降沿脉冲，计数器开始工作。输出端将数以二进制的形式输入到译码器的输入端,译码器将数译码后输入到数码管使其显示计数器所计的数。由于74LS390是一个双十计数芯片，下一级的计数器的脉冲
10、输入端INA的信号是由上一级的74LS390的输出端QA和QD相与后的输出提供的。当第一级计数计到9以前，QA和QD相与的结果都是低电平，下一级的INA端始终为低电平。当计数到9时，二进制1001，QA和QD相与的结果由低电平变为高电平，但74LS390是下降沿触发的故下级计数器此时不计数,当此级再来一个脉冲时,由于芯片计数性质，此级计数器由9变为0,二进制对应0000，此刻下级的INA端由高电平变为低电平,对于74LS390而言接收到一个下降沿,下一级的计数器开始计数,此时数码管显示的数为0010，依次类推，可以实现从0000到9999的计数。74LS390的CLR端高电平有效，当J1开关打到地端实现清零。在开关J1处用了积分电路，它的作用是防止开关的抖动造成计数器计数不准确而且电容可以用来滤波对信号进行整形。 当开关K1打开时电路处于低电平状态,当开关K1打下来时电路处于高电平,从而能实现目的.记数脉冲产生电路用于控制计数状态,当打下开关时系统将处于工作状态即进行数值累加.由于工作电路计数芯片74390是下降沿触发的计数器,所以要使电路工作就必
