图3.2 两位十进制计数电路

设计要求是两位的十进制计数器，根据74ls160的功能图可知，将芯片的进位端连接高位芯片的P、T端，使其只有在低位芯片计到9，Co端输出高电平时才在下个脉冲来到时计一个在十位的数。当芯片的CR非端、LD非端，即引脚1、引脚9为高电平时，引脚10由高电平变为低电平，则电路将会处于保持状态。根据电路知高低位芯片的Q3、Q2、Q1、Q0分别为1001时，经过与门与与非门的作用，此时引脚10的电位将会由高电平变为低电平，使电路处于保持状态。而当CR非端低电平时，电路无论何种状态，芯片产生的功能都为异步清零，将输出直接清零。3.2.3 数码显示电路

该电路是实现将计数电路的计数值以直观的数字方式显现出来，只需实现基本要求即可，无特殊要求。

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计数电路输出两组BCD码，为了使电路简单，应选用BCD码—七段数码管译码驱动器，而七段数码管的选择与之配套。译码器无特殊功能要求。这里选用了常用的74LS47共阳数码管驱动器，配套选取共阳八段数码管，但小数点位不用。74LS47为内部有上拉电阻的BCD—七段数码管译码器/驱动器，输出端为低电平有效，可用于

驱动缓冲器或共阳数码管。

RIB、LT即引脚3、4、5接高电平，A0~A3接计数电路根据功能表，将BI/RBO、的D0~D3，该部分电路简单，只要根据功能表将相应端口连接起来即可完成功能，其中公共端要接电阻，起限流作用，保护共阳数码管不被烧坏。由于数码管相当于并联LED，因此前面计算的限流电阻计算值仍然适用，但又由于是LED并联情况，在正常工作时，存在同时数个LED共同发光的情况，总线中的电流加大，因此应适当减小限流电阻的大小，这里选取100Ω的电阻。

3.3 报警电路 该电路是为了实现数码管显示值为99时报警，此外计数器停止计数，手动清除报警后可重新工作。当74LS00输出一个输出一个高电位给NE555芯片的4引脚，此信号可用来触发满百报警电路。引脚4为高电位时，触发由NE555与外围电路构成多谐振荡，使其输出一个周期为两秒的高电平，使LED灯闪烁。

NE555是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，引脚2与引脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端

放电，使电路产生振荡。电容C

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在3和

2vccvcc3之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波。输出信号的时

间参数为：

T?tw1?tw2 （1）

tw2?0.7R2C （2）

tw1?0.7(R1?R2)C （3）

故

T T?0.7(R1?2R2)C （4）

报警电路中，根据设计的参数闪灯与峰鸣周期：

?0.7(R8?2R12)C5?2?s? （5）

考虑其的最佳占空比，将R8、R12设置为常用的10kΩ和4.7kΩ，再根据计算将电容C5设为100uF。

则电路中周期的计算为

报警器采用蜂鸣器，只需要采用三极管驱动即可，由于蜂鸣器工作状况与LED相似，限流电阻R7取值为100Ω。74LS00输出端为锁定信号，用于锁定计数器，处于锁定状态时，按下复位电路的复位键后，解除报警，计数器重新开始计数。

T?0.7?R8?R12?C5?0.7?10?4.7?2??100?10?3?2?s?

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图3.4 报警电路 3.4 电路仿真

设计的正确性通过proteus软件仿真进行验证，仿真的结果证实了设计的电路是正确的。当计数到99时，显示器将不会改变，蜂鸣器与二极管在高低电位间，可以实现其功能，只有按复位键后才开始由00重新计数。

第四章 组装及测试结果与分析

4.1 焊接是特别要注意的几点：

1.共阳数码管的各引脚接到不同的管脚分清，要不然会产生乱码。

2.安装时要求发光管与接收管正对，同时为避免自然光线干扰引起的误计数， 可在接收管上套一段黑色圆筒作遮光筒。

3.注意芯片的耐温能力，避免烧坏元器件，可以采用引热的方法。 4.连线过程不能发生短接，不然轻则短路，重则烧坏元器件。

4.2 测试

4.3 结果

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经测试后，电路正常工作，相关功能完全实现：用手通过一次光电门，记数加一；当计数达到预设的数字时，停止计数，LED灯以周期2秒闪烁，同时发出报警声，报警声也以2s为周期鸣响，按下复位键停止报警，电路重新工作。

第五章 总结

经过自己与搭档的努力制作和调试，我们的光电计数器终于完成。电路板调试成功，满足了设计要求中的基本要求及大部分提高要求，并且计数显示部分的计数位数具有直接扩展性。 从这次课程设计中，学到了很多的专业知识，以及一些宝贵的心得。从找寻参考书这方面来说，别人的答案只能参考，不能照搬。要有独立的见解，善于发现错误，勤于讨论和提问，这样才能改正错误。

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