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：许鹏
学号：201315020232 指导教师：黄庆彩
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
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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
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图3-1
十进制数-BCD优先编码器74ls147具有优先编码功能，即在同时输入多个数字时，只对最大数字进行编码。图3-1为其逻辑符号，该编码器具有9个低电平有效的输入端，没有0输入端，当所有9个输入都无效时就是对0进行编码；具有4个低电平有效的输出端，允许同时输入两个以上的编码信号，但只
对其中优先权最高的一个进行编码，编码为优先权最高数字的反码。其内部由 一系列的门电路组成，内部原理图如图3-2所示，表3-1为十进制数-BCD优先编码器74ls147的真值表。
表3-1 十进制数-BCD优先编码器74ls147的真值表
输入 输出 I9 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I8 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 I7 X X 0 1 1 1 1 1 1 1 I6 X X X 0 1 1 1 1 1 1 I5 X X X X 0 1 1 1 1 1 I4 X X X X X 0 1 1 1 1 I3 X X X X X 0 1 1 1 I2 X X X X X X X 0 1 1 I1 X X X X X X X X 0 1 I0 X X X X X X X X X 0 Y3 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Y2 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 Y1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 Y0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 3