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1、献给湖工的学弟学妹们,自动化08心有灵犀目录第1章概述1第2章设计方案和框图22.1设计方案的选择22.2系统框图3第3章单元电路设计43.1元器件介绍43.1.1计数器43.1.2 比较器63.1.3 或门73.2 单元电路设计83.2.1计数器电路83.2.2 芯片插座93.2.3标准芯片电路93.2.4比较器电路103.2.5信号灯电路103.2.6计数及显示模块电路11第4章软件仿真12第5章总结16参考文献17附录A 总电路图18 第1章 概述在高校的教学实验环节中，需要大量使用TTL74,54系列数字集成芯片。随着电子技术的迅速发展,数字集成电路的应用越来越广泛,而74系列的逻辑芯
2、片在数字电路中又有着非常广泛的应用,数字电路设计中要保证设计电路的准确性,必须要求所用的芯片逻辑功能完整,但若对所用芯片逐一测试,未免有些繁琐。另外,在数字电路的维修中经常要对芯片的型号和好坏进行判断,针对上述需要,我们针对常用的74系列逻辑芯片设计了74系列逻辑芯片测试仪,用来检测常用74系列芯片的型号和逻辑功能的好坏,从而是数字电路的设计,制作与维修过程得到简化,达到事半功倍的效果。目前，市场上存在一种可以对TTL，CMOS数字集成芯片进行检测的工程应用型测试仪，但是其价格较贵，难满足学生人手一台；另外，该测试仪器是面向工程单位的，不能测试实验室中的很多数字芯片。因此，从节约经费、提高利用
3、率的角度出发，设计了集成芯片测试系统。该测试系统能够实现对高校实验室中常用的TTL74系列芯片的功能检测。第2章 设计方案和框图2.1设计方案的选择测试74系列芯片的方案有两种，方案一：测试真值表。74系列芯片每一个都有一个对应的真值表，给输入端脉冲，测试输出端真值表与理论的是否一样。一样则是好的，不一样则是坏的芯片，或者芯片不符合型号。这就要求先做一个对照表，存放所有要测试芯片的真值表。再弄一个40脚的零插拔力插座，电路硬件上保证可以将任一个脚接电源或是接地，并可以检测任一脚上是高电平还是低电平。程序设计时按真值表加输入信号，测量输出就行了。但是存放真值表并且选择真值表这一块不好做，电路太复
4、杂。需要用到单片机才简化。方案二：与标准元器件进行比较。选择一些好的元器件，用来当做标准件。同时给标准件和待测件相同的脉冲，用74ls85比较器来对输出的信号进行比较，一样则待测件为好的元器件。由于方案二简洁明了，易于实施，故选择方案二。2.2系统框图 图 1.1第3章 单元电路设计3.1元器件介绍3.1.1计数器4位同步二进制计数器74LS161。74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能：图3.1.1 74ls161引脚图管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数
5、据输出端Q0Q3以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2
6、3;Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。3.1.2 比较器4位数值比较器74ls85。74ls85为位数值比较器，共有 54/7485、54/74S85、54/74LS85 三种线路结构型式，其主要电特性的典型值如下：型号LpdPD54/748521ns275mW54/74S8512ns365mW54/74LS8525ns52mW 表3.1.174ls85可进行二进制码和BCD码的比较，对两个 4 位字的比较结果由三个输出端AB，AB，AB。将若干85级联可比较较长的字，此时低级位的AB，AB，AB连接到高位级相应
7、的输入AB、AB、AB，并使低位级的AB为高电平。引出端符号：A0A3字A输入端B0B3字B输入端ABAB 级联输入端 ABAB 级联输入端 AB A等于B输出端ABA大于B输出端ABA小于B输出端图3.2.2 74ls85引脚图3.1.3 或门或门74ls32。74LS32是四2输入或门，常用在各种数字电路以及单片机系统中。 表达式为：Y=A+B 引脚排列图管脚功能：左下1-1A，2-1B， 3-1Y；4-2A，5-2B，6-2Y；7-GND； 右起：右上8-3Y，9-3A，10-3B；11-4Y，12-4A， 13-4B；14-VCC 其中A，B为输入端，Y为输出端，GND为电源负极，VC
8、C为电源正极。图3.1.3 74ls32引脚图3.2 单元电路设计3.2.1计数器电路D0到D3接地，在clk给一个1Hz的脉冲，Q0和Q1便输出二进制数00,01,10,11四个数，这样在14和13号管脚就有了一组逻辑数据。3.2.2 芯片插座这里插上待测芯片，这时芯片被输入一组逻辑数据，并将结果输出到比较器。3.2.3标准芯片电路由选择开关选择标准芯片，并从计数器输入一组与待测芯片相同的逻辑数据，结果输出给比较器进行比较。3.2.4比较器电路将从待测芯片输出的信号与标准芯片输出的信号进行比较，并输出结果。3.2.5信号灯电路比较器输出A>B , A<B时红灯亮，A=B时路灯亮。
9、当绿灯熄灭的时候输出一个数据给计数器U6。3.2.6计数及显示模块电路当绿灯一直亮的时候数码管会一直从0计数到7，如此循环。但是当红灯亮的时候计数器不计数。第4章 软件仿真开机，红绿灯交替闪烁，说明测试仪运转正常。红灯亮，绿灯亮，说明脉冲没问题，电路正常。插上芯片后打开对应的芯片测试开关绿灯亮,并且开始计数绿灯一直亮且一直计数到7,然后归零,重新开始计数这样就计了8个数,两个周期。如果芯片是坏的或者选择错误，绿灯不能一直亮，计数器也不能计数到7。且红灯亮第5章 总结经过两个星期的实习，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
10、滴滴无不令我回味无长。 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”。十天的设计,可以说是十天的学习。我从刚开始的不懂，到后来能自己独立设计电路，是通过每天的学习积累达到的。每天我们都要到李立老师的办公室去，给她看我们的设计方案。她就来帮我们修改，在这修改检查的学习模式中，我学到了自己动手的能力，查阅了相当多的资料。对74ls00，74ls08, 74ls32, 74ls85, 74ls86，74ls125,74ls161等芯片有了深入的了解，基本能够熟练地运用于数字电子电路中了。这也要感谢李老师对我们的严格要求，使我从以前课设“打酱油”的学习方式中解脱出来。参考文献1电子线路设计、实验、测试（第二版） 华中理工大学出版社-谢自美 主编2新型集成电路的应用-电子技术基础课程设计 华中理工大学出版社 梁宗善 主编3电子技术基础实验 高等教育出版社-陈大钦 主编4电子技术课程设计指导 高等教育出版社-彭介华 主编附录A 总电路图19