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数电课程设计--药片计数器.pdf
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电子课程设计
---药片计数器
学院:电子信息工程学院
专业:电子信息工程专业
班级:电子 131502 班
姓名:
学号:
指导教师:
2015 年 12 月
目录
一、设计任务与要求
....................................................................
1
1.1 任务与要求
................................................................................
1
二、总体框图
.................................................................................
1
2.1 总体框图
.................................................................................
1
2.2 模块设计内容
...........................................................................
1
三、选择器件
.................................................................................
2
3.1 74LS147 十进制数-BCD 优先编码器
............................................
2
3.2 74ls47 BCD-7 段数码管译码器驱动器
........................................
4
3.3 74ls04 非门
.........................................................................
6
3.4 74ls160 同步可预置数加法计数器
..............................................
7
3.5 74ls85 4 位二进制数值比较器
.................................................
8
3.6 共阳数码管
..........................................................................
10
3.7 555 定时器
.............................................................................
11
四、功能模块
...................................................................
12
4.1 标准量编码/译码/显示控制电路
..............................................
12
4.2 计数电路
...............................................................................
13
4.3 数值比较电路
.........................................................................
14
4.4 计数脉冲电路
.......................................................................
15
五、总体设计电路图
..................................................................
16
5.1 总体电路原理图及仿真结果
......................................................
16
5.2 硬件实验结果
.........................................................................
17
药片计数器
一、 设计任务与要求
1.1 任务与要求
设计一个药片装瓶计数的控制电路,使药片在装瓶时能够自动计数,达到
设定量后自动停止,并开始第二瓶计数。
当药瓶装瓶时,挡住了光线的照射,使计数器获得一个计数脉冲,计数器
计数加 1。第二片到来时,计数器再加 1 ,随着药片的增加,获得数字 A,用
数字 A 和标准量 B 进行比较,当 A=B 时,计数器停止计数。同时控制传动皮带
使第二瓶进行装片(计数)。
二、总体框图
2.1 总体框图
计
数
译
码
显
示
计
数
脉
冲
数值
比较
标准
量控
制
译
码
显
示
图 2-1 药片计数器控制电路的电路框图
2.2 模块设计内容
方案一:基于数字电子技术的设计
先使用编码器进行编码,接着将编码内容通过译码器译码并通过数码管显
示,从而得到标准量的控制部分;计数部分使用十进制计数芯片,同样通过译
1
码器译码并通过数码管显示计数的值;标准量与计数值最后通过比较器进行比
较,并用比较信号来控制传送皮带;计数脉冲部分使用 555 定时器组成单稳态
电路,是否遮光来决定是否产生触发沿。
方案二:基于 51 单片机的设计
通过编程来控制单片机,继而控制标准量与计数量的比较,比较结果用来
控制传送皮带,并且要控制数码管显示部分。此方案电路简单、实用,但是此
次课程设计是对数字电子技术课程的进一步了解和应用,以及对所学内容的考
核,所以我们采用方案一。
方案一的总体电路框图如图 2-1,标准量控制电路部分可以直接用二进制
置数,但考虑到实际生产中用二进制置数不方便,容易造成错误而造成重大损
失,因此在这部分用按键来实现编码,编码采用十进制数-BCD 优先编码器
74ls147,然后采用 74ls47 进行译码,数码管显示电路部分采用共阳极数码管来
实现,此设计更为直观化,也更容易被采用。
在计数电路中,有可预置数同步可逆加减十进制计数器 74ls190、同步十
进制双时钟加减计数器 74ls192 以及同步可预置数 4 位的十进制加法计数器
74ls160 可供我们选择,考虑到我们不需要减法计数部分,所以我们采用两片
加法计数器 74ls160 进行同步级联组成 100 进制的计数器。
数值比较电路中,基于我们设计的标准控制电路和计数电路,我们要两位
十进制进行比较,即 8 位二进制数值比较,所以我们用两片集成的 4 位比较器
74ls185 进行级联,组成 8 位二进制数值比较器。
计数脉冲电路中,采用 555 定时器组成的单稳态电路,当遮光时触发端 TR
产生高电平,OUT 产生低电平;未遮光时触发端 TR 产生低电平,OUT 产生高电平,
形成触发沿使计数时钟有效(在计数电路中我们使用的 74ls160 为下降沿有
效)。
三、选择器件
3.1 74LS147 十进制数-BCD 优先编码器
2
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