数字计步器

课程设计说明书

课程设计名称：数字逻辑

课程设计题目：数字计步器

学院名称：信息工程学院

专业：计算机科学与技术班级： xxx 学号： xxx 姓名： xxx

评分：教师：

20 12 年 x 月 x 日

数字逻辑 课程设计任务书 20 11 －20 12 学年 第 二 学期 第 18 周－ 19 周 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题目 数字计步器

内容及要求

1. 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。

进度安排：

1、根据任务要求，查阅相关资料，完成设计的前期工作；（两天）

2、根据资料，进行方案设计并对比论证，完成参数计算；（三天）

3、库房领取元器件，联接电路，完成电路调试；（五天）

4、检查完毕后，撰写实验报告。

学生姓名： xxx

指导时间2012-6-11——2012-6-22 指导地点：E 楼504

室

任务下达 2012 年 6 月 11

日 任务完成 2012 年 6 月 22日

考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作■4.其它□ 指导教师 xxx 系（部）主任

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。

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，主人走一步的时候，开关闭合一次，同时还应具备清零的功能。实验通过74ls160的四个级联，进行计数，再通过74ls48和bs201a 显示在电子屏上。通过本课程设计，可以让学生掌握面对一个比较大的问题，通过把它划分成几个模块进行分别调试。同时让学生更加熟悉本课程的内容，提高动手能力，为以后的学习工作打下基础。

关键字：计数，清零，水银开关

目录

前言 (4)

第一章设计内容及要求 (5)

第二章系统组成及工作原理 (5)

2.1 系统组成 (5)

2.2 工作原理 (5)

第三章单元电路设计、器件选择 (6)

3.1 74ls160功能介绍 (6)

3.2 74ls160的级联 (8)

3.3 电路显示 (9)

第四章实验调试及测试结果与分析 (10)

第五章收获与体会 (11)

参考文献 (12)

附录 (13)

前言

现在社会人们往往在办公室电脑前工作长时间，对于就餐也往往是在一些快餐店吃，而快餐店买的东西想炸鸡之类的东西，是高卡路里，以此导致肥胖人群越来越多,很多人会选择跑步来消耗多余的卡路里,但是跑步跑了多少步,消耗多少卡路里?这是很难通过简单的靠路程可以计量的,在100米的路程中,有些人步幅较小可能需要500步,有些人可能200就够,当然他们消耗的卡路里不一样。还有就是在一些体育活动中，像竞走，人们往往需要计算运动员的频率，通过测量计算知道运动员在什么样的频率下是最节省体力，最快的到达终点。

数字计步器通过水银开关戴在人体上，人体运动时会有相对的振动，这种振动会引起水银开关的断开与闭合，当水银开关闭合时，产生电流，不断地振动产生类似于cp脉冲的信号，再将产生的cp脉冲连接到74ls160上，74ls160用于计数，将四个74ls160级联起来，达到四位计数功能，再将输出端连接到74ls48和bs201a上，以此达到显示目的。将四位的清零端连接到逻辑开关上，以此控制电路的清零。水银开关的闭合与断开较难控制，在本实验中先用实验箱中的cp脉冲代替水银开关产生的脉冲，在扩充中再进行水银开关产生脉冲。

第一章设计内容及要求

1. 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。

第二章系统组成及工作原理

2.1系统组成

通过四个74ls160级联以此达到数字计数功能，计数按十进制，采用四位制。每个74ls160的输出端连接74ls48实现译码功能，再将输出端连接到bs201a上，以此在bs201a上显示出相应数字。

系统框图：

图2.1

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。

第三章单元电路设计器件选择

3.1 74ls160功能介绍简要说

160 为可预置的十进制同步计数器，其主要电特性的典型值如下：

型号 FMAX PD

CT54LS160/CT74LS160 32MHz 93mW

160 的清除端是异步的。当清除端/MR 为低电平时，不管时钟端

CP 状态如何，即可完成清除功能。

160 的预置是十进制同步计数器（异步清除）

同步的。当置入控制器/PE 为低电平时，在CP 上

升沿作用下，输出端Q0－Q3 与数据输入端P0－P3 一致。对于

54/74160，当CP 由低至高跳变或跳变前，如果计数控制端CEP、CET

为高电平，则/PE 应避免由低至高电平的跳变，而54/74LS160 无此

种限制。

160 的计数是同步的，靠CP 同时加在四个触发器上而实现的。

当CEP、CET 均为高电平时，在CP 上升沿作用下Q0－Q3 同时变化，

从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。对于54/74160，只有当

CP 为高电平时，CEP、CET 才允许由高至低电平的跳变，而54/74LS160 的CEP、CET 跳变与CP 无关。

160 有超前进位功能。当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一

个高电平脉冲，其宽度为Q0 的高电平部分。

在不外加门电路的情况下，可级联成N 位同步计数器。

对于54/74LS160，在CP 出现前，即使CEP、CET、/MR 发生变化，

电路的功能也不受影响。

管脚图：