課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)名稱： 數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字計(jì)步器 學(xué) 院 名 稱： 信息工程學(xué)院 摘要本課題是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)步數(shù)的累計(jì)，在人體移動(dòng)時(shí)水平位置發(fā)生變化從而觸動(dòng)水銀開(kāi)關(guān)使電路實(shí)現(xiàn)間斷性的接觸，從而產(chǎn)生脈沖信號(hào)使計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)累計(jì)，達(dá)到記錄人體移動(dòng)步數(shù)的目的。在設(shè)計(jì)該電路時(shí)，由于要實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)步數(shù)的累計(jì)故要用計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)數(shù)。為了清楚的知道自己任何時(shí)候走了多少步采用了LED數(shù)碼管來(lái)顯示數(shù)據(jù)并用BCD七段譯碼器來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。故該電路由輸入電路，計(jì)數(shù)電路，譯碼電路三部分構(gòu)成。其中，輸入電路由一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)產(chǎn)生電路和一個(gè)置零電路組成；記數(shù)電路由四塊74HC160連接而成；譯碼電路是通過(guò)四片TC5022BP和電阻以及LED數(shù)碼管連接組成。通過(guò)此次試驗(yàn)，更進(jìn)一步了解什么是電子技術(shù)，知道如何設(shè)計(jì)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)某些具體的功能。此次試驗(yàn)為以后的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：記步器，譯碼，數(shù)碼管目錄 前言4第一章 計(jì)步器的概述 1.1記步器的特點(diǎn)及應(yīng)用5 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和具體要求5 1.3系統(tǒng)組成5第二章 設(shè)計(jì)方案及工作原理2.1 工作原理72.2 設(shè)計(jì)方案7第三章 調(diào)試及結(jié)果分析8第四章 總結(jié)9參考文獻(xiàn)10附錄一10附錄二12附錄三13前言開(kāi)設(shè)本次電子課設(shè)，就是為了鍛煉我們對(duì)記數(shù)器知識(shí)的了解和應(yīng)用，以及培養(yǎng)我們對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決能力，以利于我們今后的學(xué)習(xí)和工作。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字進(jìn)位記步，我們選用按扭開(kāi)關(guān)來(lái)模擬人走路，同時(shí)加上大電阻和大電容，以保護(hù)電路，不被燒壞，同時(shí)消除電路中的干擾，這點(diǎn)非常重要。同時(shí)該電阻和電容構(gòu)成的積分電路解決了開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)問(wèn)題從而就解決了信號(hào)的輸入問(wèn)題 ，使得信號(hào)的累加和進(jìn)位更加準(zhǔn)確。用74HC160就可以實(shí)現(xiàn)0-99的進(jìn)位為實(shí)現(xiàn)0-9999的進(jìn)位再加上四片TC5022BP譯碼器和四個(gè)LED數(shù)碼管就可以將74HC160輸出的數(shù)字顯示出來(lái)。本次設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)讓我們初步的了解了電子技術(shù)的意義，讓我們初步的了解到如何將平時(shí)所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中也就是讓我們體會(huì)到生活中的許多科技產(chǎn)品就是用我們所學(xué)的簡(jiǎn)單知識(shí)通過(guò)綜合制造出來(lái)的。此次實(shí)驗(yàn)在一定程度上鍛煉了同學(xué)們的實(shí)際動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為我們今后的學(xué)習(xí)和工作作了鋪墊。第一章 記步器的概述 1.1 記步器的特點(diǎn)及應(yīng)用隨著社可或缺的核心地位。會(huì)文明的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的電子技術(shù)在各個(gè)近代學(xué)科門類和技術(shù)領(lǐng)域占有不。如今計(jì)數(shù)器廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，譬如，時(shí)鐘、心率表、運(yùn)動(dòng)腕表、手表、全自動(dòng)電子血壓計(jì)、溫度濕度計(jì)、氣預(yù)報(bào)計(jì)等等。記步器中也用到了計(jì)數(shù)器。記步器的特點(diǎn)是它可以將人走完一段路程所走的步數(shù)記錄下來(lái)，記步器被應(yīng)用于健身器材上，它可以定量記錄每天運(yùn)動(dòng)的多少。記步器可以顯示步數(shù)、運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的熱量和調(diào)節(jié)靈敏度。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和具體要求 設(shè)計(jì)要求：用四位數(shù)字顯示器顯示步數(shù)，傳感器用水銀開(kāi)關(guān)，人走一步時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合一次。原理：和計(jì)數(shù)器相同。設(shè)計(jì)電子計(jì)步器能夠?qū)崿F(xiàn)09999的計(jì)數(shù)、清零功能。1.3系統(tǒng)組成電路的結(jié)構(gòu)大致可分為4部分：（1） 計(jì)數(shù)部分單獨(dú)的一個(gè)74HC160芯片能夠起到十進(jìn)制計(jì)數(shù)功能，其引腳如圖1所示：1、2為脈沖輸入端，3、4、5、6為輸入信號(hào)部分，9為電壓輸入端，7、10為使能端，11、12、13、14為輸出端，15為進(jìn)位端；（2） 譯碼器驅(qū)動(dòng)部分芯片TC5022BP引腳如圖所示，實(shí)現(xiàn)四線七段譯碼功能，1為進(jìn)位端，2為電壓輸入端，3接地，4、5、6、7為輸入端，9、10、11、12、13、14、15為輸出端；(3) LED顯示部分單獨(dú)的一個(gè)LED顯示器能夠顯示0-9數(shù)字的變化，逢9向高位進(jìn)1，四個(gè)LED顯示器實(shí)現(xiàn)09999的計(jì)數(shù)功能。(4) 輸入部分 直接接入實(shí)驗(yàn)箱提供的CP連續(xù)脈沖，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)工作。第二章 設(shè)計(jì)方案及工作原理2.1 工作原理 74HC160是一種10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，只要能夠完成進(jìn)位功能就可以用足夠多的74HC160計(jì)數(shù)比較大的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)需要完成0-9999的計(jì)數(shù)，所以由4個(gè)74HC160即可完成實(shí)驗(yàn)。 計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)由脈沖信號(hào)提供，顯示部分由LED顯示管顯示?？梢哉f(shuō)實(shí)驗(yàn)的重要部分就是如何用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)完成進(jìn)位的任務(wù)。 輸入部分由手動(dòng)開(kāi)關(guān)和脈沖信號(hào)來(lái)完成均可。2.2 設(shè)計(jì)方案：74HC160是一種10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，就是說(shuō)計(jì)數(shù)是從“0”到“9”。到“9”的時(shí)候就產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。利用這個(gè)信號(hào)，可以用2個(gè)74HC160做成100進(jìn)位的計(jì)數(shù)器，用3個(gè)74HC160可以做成1000進(jìn)位的計(jì)數(shù)器?，F(xiàn)在要求計(jì)數(shù)到9999，也就是10000進(jìn)位的計(jì)數(shù)器，所以需要使用4個(gè)74HC160。計(jì)數(shù)器原理參考教材計(jì)數(shù)器，進(jìn)行設(shè)計(jì)。 按照原理圖連接實(shí)驗(yàn)電路，開(kāi)啟計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)將輸入信號(hào)改為電路板上的秒脈沖，電子計(jì)步器計(jì)數(shù)值能夠顯示09999的變化全過(guò)程，使用復(fù)位開(kāi)關(guān)也清楚地看到顯示部分能夠從某一特定值清零。第三章 調(diào)試及結(jié)果分析剛開(kāi)始的時(shí)候，我們是先把電路都連好了之后，打開(kāi)開(kāi)關(guān)一看，LED屏幕還是灰暗的。所以我們就一個(gè)一個(gè)的連。具體步驟如下：當(dāng)接入第一個(gè)邏輯元件74HC160時(shí)，停下連接到另外的74HC160上，將其單個(gè)連接成一個(gè)計(jì)數(shù)部件，看其在數(shù)碼管上正常進(jìn)位顯示。若數(shù)碼管上顯示的數(shù)字出現(xiàn)異常，可以依次對(duì)出入輸出的線路逐次排查，直到顯示的數(shù)字正常即可進(jìn)入下一個(gè)元件的連接。 當(dāng)打開(kāi)電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)LED屏幕不按照開(kāi)關(guān)頻率而變化，所以我們放棄了用水銀開(kāi)關(guān)，用電子箱上的秒脈沖信號(hào)源代替水銀開(kāi)關(guān)。主干計(jì)數(shù)部分調(diào)試好了，現(xiàn)在只要接入邏輯開(kāi)關(guān)，用個(gè)邏輯開(kāi)關(guān)來(lái)控制，接入后能達(dá)到暫停、保持計(jì)數(shù)就完成了。 在調(diào)試中，大多數(shù)的電路都會(huì)存在一些問(wèn)題，通常都是些小問(wèn)題。通常要對(duì)每一個(gè)功能電路模塊進(jìn)行逐一排查，因此排查過(guò)程需要特別有耐心，才能順利完成調(diào)試。尤其要注意的是線路之間接口是否接觸不良。 總結(jié)平時(shí)我只知道不斷的接受老師授予我們的知識(shí)，可卻很少知道所學(xué)的知識(shí)到底有什么用，到底可以用在哪些地方。我總是很茫然。通過(guò)這次基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)這方面有了一定的了解，這樣讓我學(xué)習(xí)的積極性得到了提高。平時(shí)在這方面也會(huì)開(kāi)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)但那些都只是些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。很少有機(jī)會(huì)去自己設(shè)計(jì)電路。這次基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)讓我在這方面得到了鍛煉。通過(guò)這次基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì),讓筆者知道在設(shè)計(jì)電路時(shí)考慮的遠(yuǎn)比課堂上所學(xué)的要多。實(shí)際中總有很多限制因素是必須要考慮的。設(shè)計(jì)思路決定產(chǎn)品的成本，性能等相關(guān)問(wèn)題，因此一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思路，是電路的核心。在布線時(shí)原以為可以隨意的將芯片插在電路板上就行了，但通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)讓了解到芯片不是可以隨意插的，那樣會(huì)導(dǎo)致連線很亂同時(shí)會(huì)造成排故障時(shí)很麻煩。這次基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)還讓我知道排故障時(shí)要一步一步的查，要有規(guī)律的去查這樣可以減少許多不必要的麻煩。此外也讓我知道了作實(shí)驗(yàn)前找好足夠的資料是很重要的，同時(shí)芯片的功能表、管腳圖對(duì)電路的設(shè)計(jì)都是相當(dāng)重要的。這次實(shí)驗(yàn)讓我了解了如何使用仿真軟件，這樣可以幫助自己初步了解自己的設(shè)計(jì)是否正確，但仿真只能作為參考，有的時(shí)候仿真實(shí)現(xiàn)不了的電路在實(shí)際制作中是可以得到想要的效果的，所以仿真只是作為參考。原來(lái)總覺(jué)得科技產(chǎn)品是很神奇的東西，但通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)讓我知道，它并不是那么要不可及的，只要去專研，去動(dòng)手，自己也可以制造出科技產(chǎn)品，而且耐心和恒心也是不可缺少的。這次基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)鍛煉了筆者的動(dòng)手能力，焊接技術(shù)也得到了提高?？傊敬坞娮诱n程設(shè)計(jì)有機(jī)地將理論與實(shí)踐相結(jié)合了，既考察了我對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，還反映出筆者實(shí)際動(dòng)手能力，更主要的是它激起我創(chuàng)新思維，為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)創(chuàng)下良好條件，為以后的就業(yè)也打下根基，真可謂一舉多得。同時(shí)也讓我意識(shí)到自己的水平，今后應(yīng)該更加努力學(xué)習(xí)理論知識(shí)，為今后的設(shè)計(jì)制作奠定基礎(chǔ)，而且要及時(shí)吸收先進(jìn)技術(shù)緊跟時(shí)代步伐參考文獻(xiàn)：1. 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