摘要
计数器是数字电路中最为基本的一个单元电路。本次基础强化的目标是要我们熟悉常用MSI集成计数器的功能和应用；掌握利用集成计数器构成不同功能的计数器的设计方法；学会利用EDA软件（Proteus）对模M的可逆计数器电路进行仿真；掌握可逆计数器电路的安装及调试方法。本次课设报告先是说明了十进制加/减可逆计数器的技术指标，简要地陈述了设计方案和设计思路，然后就对其有关理论知识作了一些简要的介绍，然后在性能指标分析基础上进行单元电路设计，设计出整体电路图并且在软件Proteus中进行仿真，最后通过protel 做出电路板验证是否达到技术要求，总结课设体会。
关键词：手动控制，自动控制，计数器，加减可逆
目录
摘要 (1)
1设计任务与要求 (3)
2设计方案及其比较 (3)
2.1 设计方案 (3)
2.2设计思路 (4)
2.2.1手控自动加、减计数器设计思路 (4)
2.2.2自控可逆方式计数器设计思路 (4)
2.2.3手动脉冲设计思路 (5)
2.3集成电路及元件选择 (6)
3实现方案 (6)
3.1 脉冲发生电路实现方案 (6)
3.1.1 基本原理 (6)
3.1.2 有关参数及计算 (7)
3.2 加/减/计数器控制电路实现方案 (7)
3.3 自动控制可逆计数器实现方案 (9)
3.4译码显示单元电路设计实现方案 (10)
3.4.1译码显示单元电路设计 (10)
3.4.2译码器74LS48 (11)
3.4.3显示器LG5011AH (12)
3.4.4译码显示电路 (13)
3.5 手动脉冲发生电路实现方案 (14)
3.6 清零功能实现方案 (15)
3.7 总原理图的设计实现方案 (16)
4 Proteus仿真 (17)
5 制版与调试 (18)
5.1 DXP注意事项 (18)
5.2 制作PCB板的流程 (19)
5.3 注意事项 (19)
5.4 调试结果与分析 (19)
6 课设总结 (20)
谢辞 (21)
参考文献 (22)
附录 (23)
1设计任务与要求
设计一个十进制加/减可逆计数器。
要求：
（1）接通电源时电路能够自启动；
（2）外部开关控制清零、启动和暂停等功能，并实现加、减计数，自动加减可逆计算；
（3）用数码管显示计数器值。
（4）参考元件：74LS00，74LS76，74LS192，74LS48及LED。
2设计方案及其比较
2.1 设计方案
这里设计模为10的十进制加/减可逆计数功能的电路的设计方案主要为如图2-1所示：
图2-1 设计方案
2.2设计思路
2.2.1手控自动加、减计数器设计思路
因为74LS192就已经为10进制计数器，给输入端CPU输入脉冲信号就进行10进制加法计数。给输入端CPD输入脉冲信号就进行10进制减法计算。
所以需要解决的问题是如何切换加、减状态切换。经过分析，应该实现如下表2-1的功能
表2-1 自动加、减信号控制脉冲输入端的方式
这一功能通过一片数据选择器即可实现。
2.2.2自控可逆方式计数器设计思路
设计自控方式的一种加/减可逆计数顺序如图2-1所示。
图2-2 自控计数器的计数顺序
从上述图中可以看出，当加计数到最大值9后自动进行减计数；当减计数到最小值0后自动进行加计数，如此不断循环。所以要解决的关键问题是：电路如何自动产生加/减计数控制信号M 。
其中的一种设计思路如图2-3所示。
图2-2 自动控制信号产生电路的设计思路图
2.2.3手动脉冲设计思路
当电路不暂停的时候，计数器自动计数。当按下暂停的时候，计数器停止计数。这时可以手动输入脉冲，通过分析可得设计方案图如图2-3所示。
图2-3手动脉冲设计思路图
0产
数器加计数到124产生的脉冲信号
由图可以看出当暂停按钮没有按下的时候，输出信号端是由脉冲信号源。当暂停按下去的时候，此时输入信号端不受脉冲信号源的影响，而是由手动脉冲来决定了。当没有按下手动脉冲时，输出信号端为持续高电平。只有按下手动脉冲按钮才能产生低电平。所以通过按动手动按钮就可以实现手动产生脉冲信号了。
2.3集成电路及元件选择
“脉冲信号产生电路”采用NE555。
“加/减计数控制电路”采用一片数据分配器74LS138。
“加/减计数控制信号自动产生电路”采用集成D触发器74LS74和集成门电路74LS00、74LS32。
集成计数器采用74LS192。
“显示译码电路”采用74LS48。
LED数码管采用共阴极数码管。
3实现方案
3.1 脉冲发生电路实现方案
3.1.1 基本原理
脉冲发生电路采用555定时器组成的多谐振荡器振荡产生周期为1s的矩形脉冲，从而为计数器提供触发信号。其中，可以通过R1，R2，C来控制充放电的时间。本实验采用电阻R1(100K电阻)、R2 (50K电位器方便实际电路中调整波形)、和电容C(10uf).其仿真图如图3.1所示。
图3-1多谐振荡器电路图
3.1.2 有关参数及计算
1、理论数据：
多谐振荡器的振荡周期T计算公式为:
T = 0.693*( (R1 + 2R2) * C1)
各参数的值:
R1=100K R2 =22K C=10uf
将各参数的值带入上面的计算公式得:
T=0.999999999s≈1s
3.2 加/减/计数器控制电路实现方案
加/减计数控制电路主要由74LS138构成。74LS138芯片是常用的3-8线译码器，常用在
单片机和数字电路的译码电路中，74LS138的引脚排列如图3-2所示，真值表如表3-1所示。
