【正文】 近年來，由于中，大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使得數(shù)字邏輯電路的設(shè)計發(fā)生了根本性的變化。大規(guī)模集成電路 ， 不僅可以減少電路組件的數(shù)目，使電路簡捷，而且能提高電路的可靠性，降低成本。 個單元電路由標(biāo)準(zhǔn)集成電路來組成，選擇合適的集成電路及器件構(gòu)成單元電路。 總體設(shè)計框圖 設(shè)計任務(wù)中所要求的 7 種循環(huán)方式并不復(fù)雜，用中小規(guī)模集成電路就能實現(xiàn)。其實現(xiàn)電常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 4 路如下圖 2所示： VCCOUTU15 5 5 _ T I M E R _ R A T E DGNDDISRSTTHRCONTRIR15kΩK e y = A50%R247kΩR339kΩC11 0 u F123V C C5VC21 0 n F4U27 4 L S 1 6 0 NQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U37 4 L S 1 3 8 NY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U 4 A7 4 L S 0 0 NU 5 A7 4 L S 1 0 NU 6 A7 4 L S 2 0 N8769V C CU 5 B7 4 L S 1 0 N101213141511L E D 1 L E D 2L E D 3161718R4500ΩR5500ΩR6500Ω19 20 2150 圖 2 總體設(shè)計 元 件 555 定時器 555 定時器是設(shè)計電路中脈沖信號源的核心原件。它不僅用于信號的產(chǎn)生和變換，還常用于控制和檢測電路中。 定時器有雙極型和 COMS 兩種類型的產(chǎn)品，它們的結(jié)構(gòu)及工作原理基本相同，沒有本質(zhì)區(qū)別。而 CMOS 定時器的電源電壓范圍為318V，最大負(fù)載電流 在 4MA 以下，它具有功耗低、輸入阻抗高等優(yōu)點。 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 5 圖 3 。A1 和 A2 的輸出端控制 RS 觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。 是復(fù)位端，當(dāng)其為 0 時， 555 輸出低電平。 Vc 是控制電壓端（ 5 腳），平時輸出作為比較器 A1 的參考電平，當(dāng) 5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一個 的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 6 綜上所述，可得 555 定時器功能表，如下表 1所示： 輸 入 輸出 閾值輸入（ Vi1） 觸發(fā)輸入（ Vi2） 復(fù)位（ ) 輸出（ V0） 放電管 T X X 0 0 導(dǎo)通 2Vcc/3 Vcc/3 1 1 截止 2Vcc/3 Vcc/3 1 0 導(dǎo)通 2Vcc/3 Vcc/3 1 不變 不變 定時器的應(yīng)用 （ 1） .構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于 TTL 系統(tǒng)的接口，整形電路等。 （ 3） .構(gòu)成單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器，用于定時延時整形等。本設(shè)計應(yīng)用 的就是 555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器來產(chǎn)生脈沖信號發(fā)生器。計數(shù)器的種類不勝枚舉，按觸發(fā)器動作分類，可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；按計數(shù)數(shù)值增減分類，可分為加計時器、減計數(shù)器和可逆計數(shù)器；按編碼分類 ，又可分為二進制碼計數(shù)器、 BCD 碼計數(shù)器、循環(huán)碼計數(shù)器。它是一種典型的高性能、低功耗COMS 4 位同步二進制加計數(shù)器，它可在 ~ V 電源電壓范圍內(nèi)工作，其所有邏輯輸入端都可耐受高達 V的電壓，因此，在電源電壓為 V 時常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 7 可直接與 5 V 供電的 TTL 邏輯電路接口。 下圖 6 所示是 74LS160 的內(nèi)部邏輯圖，除了同步二進制計數(shù)功能外，電路還具有并行數(shù)據(jù)的同步預(yù)置功能。 圖 5 74LS160 引腳圖 圖 6 74LS160 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 8 當(dāng) = 0 時為并行數(shù)據(jù)預(yù)置操作，每個數(shù)據(jù)選擇器左邊的 與 門打開，于是， D3 – D0 到達相應(yīng)的觸發(fā)器的輸入端，當(dāng) CP 脈沖沿到達時，該組數(shù)據(jù)進入觸發(fā)器而實現(xiàn)同步預(yù)置；當(dāng) = 1 時，右邊的 與 門打開，各 D 觸發(fā)器與相應(yīng)的 同或 門實現(xiàn)觸發(fā)器，接受同步計數(shù)的控制信號，其工作原理與上內(nèi)部圖電路相同。 輸入 輸出 清零 預(yù)置 使能 時鐘 預(yù)置數(shù)據(jù)輸入 Q3 Q2 Q1 Q0 進位 CEP CET CP D3 D2 D1 D0 TC L X X X X X X X X L L L L L H L X X D3* D2* D1* D0* D3 D2 D1 D0 H H L X X X X X X 保持 H H X L X X X X X 保持 L H H H H X X X X 計數(shù) 時鐘脈沖 CP 是計數(shù)脈沖輸入端，也是芯片內(nèi) 4個觸發(fā)器的公共時鐘輸入端。 并行置數(shù)使能 置數(shù)控制端。 數(shù)據(jù)輸入端 Dn 計數(shù)使能 CEP 主要控制本