电子技术课程设计-十六进制加法计数器_十六进制减法计数器

《通信工程专业电子技术》

课程设计报告

专 业： 班 级： 0802 班 姓 名： 彭 孟 秋 指导教师： 黄 彩 云

二零一零 年 六 月 二十五 日

目 录

1、目的及组员„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 2、课程的任务与要求„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 3、课程设计题目及步骤„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 4、元器件清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12 5、课程设计心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 13 参考书目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 附程序代码„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16

一、目的及组员

根据所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论，对模拟电子线路、数字电子线路以及模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。通过电子技术课程设计的综合训练，培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。

组长：宋钰 组员：彭孟秋、陈言、潘文斌、杨昌赋 二、课程的任务与要求

1. 任务

课程设计的任务是让学生设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。需要学生综合运用“电子技术”课程的知识，通过调查研究、查阅资料、方案论证与选定；设计和选取电路及元器件；组装和调试电路，测试指标及分析讨论，完成设计任务。

课程设计不能停留在理论设计和书面答案上，需要运用实验检测手段，使理论设计逐步完善，做出达到指标要求的实际电路。通过这种综合训练，学生可以掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领。

2. 要求

从课程设计的任务出发, 应当通过设计工作的各个环节, 达到以下教学要求: （1）巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。

（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍, 查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

（4）掌握常用的仪器、设备的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法，提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。

（5）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任

务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。

（6）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。 三、课程设计题目

5221BCD 计数器设计

方案：基于5221BCD 码的十进制同步递增计数器 第一步：根据要求列真值表和状态图。

基于5221BCD 码的十进制同步递增计数器有十个有效状态，其真值表如表4—2所示，采用时钟脉冲下降沿触发，所以在第9个时钟脉冲到来时，进位为1，当第10个时钟脉冲到来时，进位为0，出现下降沿，从而产生进位。

表4—2 真值表

基于5221BCD 码的十进制同步递增计数器的状态图如图4.7所示。

/C O

图4.7 状态图

第二步：根据真值表画进位卡诺图，求进位方程。

如图4.8是根据真值表得出的进位卡诺图，其中编码“0100”“0101”、“0111”、、“1010”、“1011”、和“1111”是无效状态，定为任意态。当状态为“1111”时，进位为“1”，其它为“0”。

图4.8 进位卡诺图

由进位卡诺图可得到最简的进位方程。图4.8中所画的包围圈得到式（4—1）

C= Q 3Q 1 （4—1）

第三步：根据状态图画次态卡诺图，求次态方程。

先根据状态图填写次态卡诺图，如图4.9所示。

图4.9 次态卡诺图

例如，现态Q 3n Q 2n Q 1n Q 0n =0000时，由状态图可知，其次态

Q 3Q 2Q 1

n +1

n +1

n +1

Q 0

n +1

=0001

，所以在次态卡诺图的左上角方格填“0001”。为了能由

次态卡诺图直观的得到次态方程，将次态卡诺图分成四个小的卡诺图，如图4.10、图4.11、图4.12和图4.13所示。

图4.10 Q n +1

n +1

3

的次态卡诺图 图4.11 Q 2

的次态卡诺图

图4.12 Q n +1

1

的次态卡诺图 图4.13 Q n +1

的次态卡诺图

由Q 3的次态卡诺图4.10，可得Q 3的次态方程（4—2）：

Q 3=

Q n 3Q n 2+Q n 3Q n 1 （4—2）

由Q 2的次态卡诺图4.11，可得Q 2的次态方程（4—3）：

Q 2= Q n n n n 1Q 0+Q 2Q 1+Q n 3Q n 0 （4—3）

由Q 1的次态卡诺图4.12，可得Q 1的次态方程（4—4）：

Q n n n n 1

= Q 3Q 0+Q 2Q n 0+Q n 2Q 1 （4—4）

由Q 0的次态卡诺图4.13，可得Q 0的次态方程（4—5）：

Q n n 0=Q n 1Q n 0+Q 2Q 0 （4—5）第四步：检验系统能否自启动。

由次态方程，可直接画出包括无效状态的完整状态图，如图4.14所示。

图4.14 完整状态图

n n n n

当电路进入无效状态Q 3Q 2Q 1Q 0=0101时，代入次态方程，得次态

Q 3

n +1

Q 2Q 1

n +1n +1

Q 0

n +1

=1010

，再代入次态方程，得次态Q 3n +1Q 2n +1Q 1n +1Q 0n +1=0001，进

入正常状态；当电路进入无效状态Q 3n Q 2n Q 1n Q 0n =0101时，代入次态方程，得次态

Q 3

n +1

Q 2Q 1

n +1n +1

Q 0

n +1

=1010

，进入正常状态；当电路进入无效状态Q 3n Q 2n Q 1n Q 0n =0111

时，代入次态方程，得次态Q 3n +1Q 2n +1Q 1n +1Q 0n +1=1110，进入正常状态；当电路进

0，代入次态方程，得次态

入无效状态Q 3n Q 2n Q 1n Q 0n =101时

Q 3

n +1

Q 2Q 1

n +1n +1

Q 0

n +1

=0001

，由此，基于5221BCD 码的十进制同步递增计数器具有

自启动的特性。

第五步：确定触发器类型和数目。

根据要求的进制数N （N =10）来选择触发器的数目k ，由2k >N 可知，至少要求k =4，所以确定选用4个JK 触发器。表4—3是JK 触发器的激励表。

表4—3 JK 触发器激励表

由表4—3可知，当需要

JK 触发器从0翻转到0状态时，在有效的时钟脉

冲触发下，要求J =0，K 为任意态；当需要JK 触发器从0翻转到1状态时，在有效的时钟脉冲触发下，要求J =1，K 为任意态；当需要JK 触发器从1翻转到0状态时，在有效的时钟脉冲触发下，要求K =1，J 为任意态；当需要JK 触发器从1翻转到1状态时，在有效的时钟脉冲触发下，要求K =0，J 为任意态。 第六步：根据次态卡诺图和JK 触发器的激励表填激励卡诺图，求激励方程。 激励卡诺图是在已知输出变化的条件下，得到输入信号。

例如，由Q 3的次态卡诺图4.10可知，左上角第一方格Q 3是由“0”变化到“0”，对照JK 触发器的激励表，要求J =0，K 为任意态。所以J 3K 3=0X 。同理，可推出其它激励。为了能由激励卡诺图直观的得到激励方程，将激励卡诺图分成八个小的卡诺图，如图4.16、图4.17、图4.18、图4.19、图4.20、图4.21、图4.22、和图4.23所示。

图4.16 J 0的激励卡诺图 图4.18 J 1的激励卡诺图

图4.17 K 0的激励卡诺图

图4.19 K 1的激励卡诺图

图4.20 J 2的激励卡诺图 图4.21 K 2的激励卡诺图

图4.22 J 3的激励卡诺图 图4.23 K 3的激励卡诺图

由J 0的激励卡诺图4.16，可得J 0

的激励方程（4—6）：

J 0

= Q 1Q 0 + Q 2Q 0 （4—6）

由K 0的激励卡诺图4.17，可得K 0的激励方程（4—7）：

K 0

= 1 （4—7）

由J 1的激励卡诺图4.18，可得J 1的激励方程（4—8）：

（4—8）

由K 1的激励卡诺图4.19，可得K 1的激励方程（4—9）：

K 1

= Q 2 （4—9）

由J 2的激励卡诺图4.20，可得J 2的激励方程（4—10）：

J 2= Q 3Q 0 +Q 1Q 0 （4—10）

由K 2的激励卡诺图4.21，可得K 2的激励方程（4—11）：

K 2= Q 1Q 0 （4—11）

由J 3的激励卡诺图4.22，可得J 3的激励方程（4—12）：

J 3= Q 2 （4—12）

由K 3的激励卡诺图4.23，可得K 3的激励方程（4—13）：

K 3= Q 1 （4—13）

第七步：根据激励方程和进位方程，画计数器的逻辑电路图。

由J 0、K 0、J 1、K 1、J 2、K 2、J 3和K 3的激励方程，以及进位方程，即式（4—1）、（4—6）、（4—7）、（4—8）、（4—9）、（4—10）、（4—11）、（4—12）和（4—13），画出5421BCD 码的十进制同步递增计数器的逻辑电路图。如图4.24所示。（附录一）

四、元器件清单

五：课程设计心得

1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和连接图及芯片上的选择。

2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。

3、我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。

4、平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。

5、经过一个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己

所做的成果时，心中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。

同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。

对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

6、此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出

现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

7、在此，感谢于老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！

参考书目：

1、康光华《数字电子技术基础》，北京，高等教育出版社，2006年 2、康光华《模拟电子技术基础》，北京，高等教育出版社，2006年 3、徐海军 胡越山《电子技术基础同步辅导》（数字部分）

航空工业出版社越山编著 2004.8