如何设计74LS192与74LS193构成的十进制计数器？

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一、分析与方案选择  

（一）首先要使用74LS192或40192设计一个4进制计数器和一个7进制计数器，然后通过数码管来显示状态。两种进制间的切换可以通过一个单刀双掷开关来实现。其重点和难点在于设计一个4进制计数器和一个7进制计数器。

（二）通过分析74LS192和40192的特点，发现可以使用清零法来设计一个4进制计数器，而7进制则不能直接通过置数或者清零获得。因此我选择采用置数法将74LS192或40192设计的从0到7的8进制计数器改装为从1到7的计数器，然后再通过一个减法器使从1到7的计数器变为从0到6的7进制计数器。而减法器可以使用集成加法器和四个异或门来实现。  

二、主要元器件介绍  在本课程设计中，主要用到了74LS192计数器、7447译码器、74LS00与非门、7408与门、74LS136异或门、74283加法器、七段数码显示器和一个单刀双掷开关等元器件。 

（一）十进制同步可逆计数器74LS192 功能如下：  

1、 异步清零。74LS192的输入端异步清零信号CR，高电平有效。仅当CR=1时，计数器输出清零，与其他控制状态无关。  

2、步置数控制。LD非为异步置数控制端，低电平有效。当CR=0,LD非=0时，D1D2D3D4被置数,不受CP控制。  

3、 加法计数器，当CR和LD非均无有效输入时，即当CR=0、LD非=1,而减数计数器输入端CPd为高电平，计数脉冲从加法计数端CPu输入时，进行加法计数；当CPd和CPu条件互换时，则进行减法计数。 

4、保持。当CR=0、LD非=1（无有效输入），且当CRd=CPu=1时，计数器处于保持状态。  

5、进行加计数，并在Q3、Q0均为1、CPu=0时，即在计数状态为1001时，给出一进位信号。进行减计数，当Q3Q2Q1Q0=0000，且CPd=0时，BO非给出一错位信号。这就是十进制的技术规律。  

在设计过程中，我主要利用74LS192的计数功能，通过置数法和清零法将其改造为一个4进制计数器和一个7进制计数器。

（二）显示译码器 

七段数码显示器  

1、七段式数码显示器是目前使用最广泛的一种数码显示器。这种数码显示器有分布在同一平面的七段可发光的线段组成，可用来显示数字、文字、符号。最常用的七段数码显示器有半导体数码管和液晶显示器两种。根据发光二极管的连接形式不同，分为共阴极显示器和共阳极显示器（如图）。

2、共阴极显示器将七个发光二极管的阴极连接在一起，作为公共端。在电路中，将公共端接于低电平，将某段二极管的阳极为高电平时，相应段发光。共阳极的显示方式和共阴极相反。

（三）7447显示译码器  

1、七段显示器译码器把输入的BCD码，翻译成驱动七段LED数码管各对应段所需的电平。七段显示译码器7447是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。它用于对十进制数的8421BCD码进行译码，以驱动七段显示器显示十进制数字。

2、其输入为8421BCD码，输出高电平有效，可直接驱动阴极显示器，其功能表和7448的功能表一样如图所示，表中10~15六个状态一般不用。除了译码输入、输出外，7447还有三个辅助控制端，以增强器件功能。

（四）74283加法器   

每一位的进位信号送给高位作为输入信号，因此，任一位的加法运算必须在低一位的运算完成之后才能进行，这种进位方式成为串行进位，这种加法器的逻辑电路较为简单。

三、电路设计及计算

四、原理图、仿真图及结果分析、PCB版图    

（一）原理图如下所示：

（二）仿真及结果分析：

（三）PCB板排布  

1、PCB原理图如下:

2、PCB顶层

3、PCB底层

五、总结

1、在电路仿真时候，觉得原理图是正确的，但运行不出想要的结果，把74LS192换成了同样是计数器的74LS161,结果可以实现4、7进制的转换，知道是这个芯片本身特点，要根据它自身的性质来修改原理图；

2、还有，接地的标号中要把Net选项选为GND，不然在PCB制作中将没有接地这一个选项出现；

3、在PCB板制作时，要对元器件不断调整位置来使排版最佳。

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