1、1.2设计要求 页码1二、 方案设计与论证 页码22.1方案设计 页码22.2工作原理 页码2三、 单元电路设计与参数计算 页码3四、 安装、调试及性能测试 页码10五、 结论与心得 页码11六、 参考文献 页码12光控计数器、设计任务与要求1.1设计目的:1、 进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、 解决问题的能力。2、 掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3、 了解一些中规模集成电路的接线方法；4、 熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。1.2设计要求：1.基本要求（1） 要求用数码管显示计数结果。（2） 设
2、有手动复位（清零）。2.扩展部分设计两路光控电路，其输出能令计数器实现加、减计数。二、方案设计与论证2.1整个系统组成：整个系统由五个部分组成：光控电路、触发脉冲、加减计数、显示译码和数 码显示，其工作原理框图如下：光控电路2.2工作原理：首先由光控电路将接收的光信号转换为电信号，经由555定时器组成的施密 特触发器整形和555定时器组成的单稳态触发器触发脉冲，输出计数脉冲信号。 再通过计数器和译码器，在数码显示管上显示数目的增加或减少，实现自动计数 的功能。三、单元电路设计与参数计算（3.1实验仪器和设备：NE555 （3 片）、74LS74 （1 片）、74LS192 （2 片）、74LS
3、47 （2 片）、74LS00 （2 片）、数码显示器（2只）、电容、电阻若干。3.2电路图3.3原件及原理555定时器555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。它使用灵活、方便， 只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，广泛用于信号 的产生、变换、控制和检测。在此课题中主要是用555定时器构成多谐振荡器， 产生双D触发器所需要的时钟脉冲。555_TlMR_RAtElR4 10KQ :Q.OtyF：C4IODUFVCC -T-5.0V双D触发器本课题中选用的是74LS74双D触发器，用于和其它芯片一起构成时序逻辑电路。 由于74LS74是上升边沿触发的边沿D触发器，电路
4、结构是维特一阻塞型的，所 以又称维特一阻塞触发器。它要求控制端D的信号应超前CP脉冲上升边沿2Tpdl 时间建立，并要求在CP脉冲触发边沿到来后继续维持lTpdl时间与非门本课题中选用了两个74LS00芯片和一个74LS20芯片，与双D触发器一起构成时 序控制电路。其中74LS00芯片结构及引脚图如图。74LS20芯片中为两个四脚合 一与非门。加/减计数器因为本课题中需要对人数统计进行加和减的运算，所以在这里选用74LS192可逆 计数器。其引脚如图时钟脉冲产生电路对于双D触发器所需要的1000Hz的脉冲，采用了 555定时器构成的多谐振荡器, 使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲.
5、振荡器的频率计算公式 为:f=1.43/（Rl+2*R2）*C）,通过计算选定参数确定了 R1取430欧姆,R2取500 欧姆，电容取luF.这样得到了比较稳定的脉冲。其电路图如图时序控制电路时序控制电路在本课题中主要用于判断计数的增加或是减少，在此选用了一 个D触发器、两个74LS00芯片、一个74LS20芯片来实现。设计思路如下： 设初始状态为0,由光控电路部分产生的两列脉冲分别为外A,内B。（1）设置计数器为增加状态时，根据实际情况分析出A, B的状态变化及Q的变化为 时亡痕楫分析图所示，可得真值表和卡诺图时序电路如图.译码器采用74LS47数码管采用共阳数码管电路如图电路总图UMU15
6、5&5_ TIMER JUTED四、安装、调试及性能测试按照电路图在计算机上进行仿真以后，开始在电路板上连接线路并且焊接。 为了更有效的检测电路连接的正确性，这里采取了边连接边测试的方法。总共 测试了三个部分：计数显示部分：首先测试了计数显示部分。连接电源，信号发生器调至输出适 当频率的脉冲信号，分别接加减输入端，调试时注意另一端接高电平，数码管 稳定而有序地进行数的加减。时钟脉冲部分：然后进行测试的是时钟脉冲部分。连接好线路后，连接电源, 将555定时器的脉冲输出接口接入示波器时序控制电路，时序控制电路是最难连接的部分，用了很长时间在连接时序 控制电路，经过多次实验最后才按照规律进行着加减。
7、五、结论与心得通过本次数电课程设计，印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有 一个好的设计。设计思路是最重要的，只要设计思路是成功的，那设计已经成 功了一半。其次还要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花 费时间最多的是时序控制电路的连接及电路的细节设计上，时序控制电路所用 到的六个与非门，仅仅在两片芯片上，连接时要特别注意分清各个管脚。经过 查找资料并仔细比较分析其原理以及可行的原因，使整个电路可稳定工作。实 习过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当 烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心, 有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。此外，团队精神和老师 的指导对我本次课题的完成也是相当重要。总体来说，这次实习受益匪浅。在 摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了设计思维, 增加了实际操作能力。在体会到了设计电路的艰辛的同时，更体会到成功的喜 悦和快乐。六、参考文献1、 电子技术实验教程2、 数字电子技术基础（第六版）
