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第一章 绪论 1

第一章 绪论

利用数字电路技术数出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。电子计数器是其他数字化仪器的基础。在它的输入通道接入各种模-数变换器，再利用相应的换能器便可制成各种数字化仪器。电子计数器的优点是测量精度高、量程宽、功能多、操作简单、测量速度快、直接显示数字，而且易于实现测量过程自动化，在工业生产和科学实验中得到广泛应用 。

计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能。

计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。

计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。

计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作，它主要的指标在于计数器的位数。

在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。

近年来随着数字技术的迅速发展，各种中、大规模集成电路在数字系统、控制系 统、信号处理等方面都得到了广泛的应用。这就迫切要求理工科大学生熟悉和掌握常用中、大规模集成电路功能及其在实际中的应用方法。

多功能电子式计数器由信号输入电路、信号处理电路、计数及显示驱动电路、计数状态控制电路、显示器和电源电路构成，可接受各种电压幅度的脉冲电压和触点开/关两种形式的输入信号，信号处理电路通过光电耦合器与信号输入电路联接实现了信号输入电路与计数工作电路的光电隔离，利用计数状态控制电路可控制输入信号的阻断及计数器的复位。计数器有外接端子可与外部控制电路或装置

2 基于CD4553三位数显计数器的设计

联接由外部来控制计数器的工作状态和计数器的复位。

目前的多功能电子计数器，主要由单片机或专用集成电路构成。结构小巧，功能更加灵活多样。一般而言，多功能电子计数器，主要功能有： 1.加法/减法（可控），2.双向计数（自动），3.低速（数字滤波抗干扰），4.掉电续计（可选），5.分段报警，6.反馈输出，7.通讯，8.面板设置或远程设置，9.多机联网。

由于电子技术的不断发展，多功能电子计数器的总体结构越趋小巧，显示方式和操控方式也趋于多样化，可嵌入可联网，可繁可简，可灵活架构，已经成为一种新的趋势。

第二章 方案设计 3

第二章 方案设计

由于在设计计数器时要受到许多因素的影响，有些来自主观的要求，有些是来自客观的存在，因而在设计时要遵循一些设计原则和设计步骤。

2.1 总体方案的设计与选择

三位数显计数器电路中的计数显示电路由CD4553、CD4511及三只共阴极LED数码管组成，其中CD4553用于计数，而CD4511用来译码。该电路的最高计数值为“999”。

数字显示计数器，它由计数器、脉冲发射器、译码器、数码显示器、印刷线 路板和接插件组成,但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。

数字式计数器，包括有电源电路，其特征是由信号输入电路、信号处理电路、计数及显示驱动电路、计数状态控制电路、显示器构成。

信号输入电路由至少两条由限流电阻与开关串联构成的分挡开关电路并联构成的迭挡器、一端与选挡器输入端并联另一端与电源电路正极联接的输入方式控制开关、阳极与选挡器输出端联接的发光二极管、阳极与发光二极管阴极联接。

计数及显示驱动电路由计数及显示驱动集成电路芯片和芯片工作辅助外围电路构成，其计数输入端接信号处理电路输出端，其输出接显示器输入端，计数及显示驱动集成电路芯片为具有复位端和计数使能端的并对计数输入端的脉冲信号以十进位方式计数的具有多位显示译码和直接驱动显示器进行数码显示的集成电路芯片

2.2 设计总框图

如图所示，输入脉冲信号进入计数电路完成计数，在进入译码电路，经过译码后由被驱动的数码管显示。

4 基于CD4553三位数显计数器的设计

图2-1 总框图

数字计数器的优点是量程宽、功能多、操作简单、测量速度快、直接显示数字，而且易于实现测量过程自动化，在工业生产和科学实验中得到广泛应用 。

输入脉冲 计数电路 译码电路 数码电路 驱动电路