目录1前言 (1)2设计任务及方案论证 (2)2.1设计任务 (2)2.2方案论证 (2)3电路设计原理 (3)3.1设计任务及要求 (3)3.2设计方案 (3)3.3单元模块 (4)3.3.1清零电路的设计 (4)3.3.2光电报警电路的设计 (4)3.3.3脉冲发生器的设计 (5)3.3.40~999计数器的设计 (6)3.3.5译码器的设计 (7)4电路板的制作及电路焊接与调试 (10)4.1电路板的制作 (10)4.2电路的安装 (11)4.3电路测试 (11)5设计总结 (13)参考文献 (14)鸣谢 (15)附录一原理图 (16)1前言计数器是最常用的时序电路之一，它们不仅可用于对脉冲进行计数，还可用于分频、定时、产生节拍脉冲以及其他时序信号。
计数器的种类不胜枚举，按触发器动作分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数数值增减分类，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器；按编码分类，可分为二进制计数器、BCD码计数器、循环码计数器。
此外，有时也按计数器的计数容量来区分，例如本设计就是采用十进制计数器74LS160进行设计的。
计数器的容量也称为模，一个计数器的状态数等于其模数。
目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数器。
只要使用者借助于器件手册的功能表和工作波形图以及引脚的排列，就能正确地运用这些器件设计出自己想要的电路。
2设计任务及方案论证2.1设计任务利用数字集成电路（如：74LS160、161、90、290、390、48等）设计一个电子计数器。
2.2方案论证在设计中采用两个74LS00与非门以及单刀双掷开关等组成脉冲发生电路，此电路不仅能满足按键输入计数方式而且还有去抖功能；计数设计电路中采用74LS160来完成计数功能；通过控制MR、PE、CET、CEP端可实现计数、清零、启动、暂停等功能；而通过74LS48译码器对计数器结果译码并驱动数码管，使数码管显示脉冲发生器产生的脉冲个数，当计数溢出时及计数到999由光电报警电路报警。
综上：该设计不仅能完成设计要求而且精确、经济，所以此设计方案可行。
3电路设计原理3.1设计任务及要求利用数字集成电路（如：74LS160、161、90、290、390、48等）设计一个电子计数器。
1、计数范围000~999；2、设置外部操作开关，控制计数器的直接清零、启动和暂停；3、设计必要的输入整形电路；4、计数输入为按键输入方式；5、计数精度：小于2%；6、当计数溢出时发出光电报警信号。
3.2设计方案数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电路按照设计要求由整形电路、清零电路和光电报警电路组成。
其具体的原理框图如下图所示：图3-1总体电路设计原理图3.3单元模块3.3.1清零电路的设计因为本设计要求设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，所以按照设计的要求需设计一个直接清零电路，使之具有不掉电清零功能即在电路正常工作时，按动清零开关，使计数器全部回零。
图3-2清零电路3.3.2光电报警电路的设计计时电路中二极管和电阻组成光电报警电路，电阻在这儿是起限流的的作用避免电流过高烧坏发光二极管，当计数达到满度溢出时二极管发光则达到光电报警效果。
图3-3 光电报警电路3.3.3脉冲发生器的设计电路是为计时电路提供计数脉冲的。
根据设计要求需要必要的整形电路并且计数输入为按键输入方式，考虑到设计的要求，脉冲发生这个电路采用SR 触发器。
SR 触发器不仅可去除键闭合、断开时的电压波动，并且能达到输入整形的效果。
图3-4 脉冲发生器3.3.40~999计数器的设计在本设计中计时电路中的计数器，采用三片同步十进制计数器74LS160来实现000~999的计时。
1、74LS160芯片功能特性描述图3-5 74LS160芯片引脚图0P ~3P ：并行数据输入端； 0Q ~3Q ：数据输出端；CEP 、CET ：计数控制端；MD ：清零端；PE ：同步并行置入控制端。
图3-6计时电路3.3.5译码器的设计1、74LS48芯片功能特性描述图3-774LS48芯片引脚图（1）LT：是为了检查数码管各段是否能正常发光而设置的。
当LT=0时，无论输入A，B，C，D为何种状态，译码器输出均为低电平，若驱动的数码管正常，则显示8。
（2）BI/RBO：控制多位数码显示的灭灯。
当BI=0时，不论LT和输入A，B，C，D为何种状态，译码器输出均为低电平，使共阴极7段数码管熄灭。
（3）RBI：灭零输入，它是为使不希望显示的0熄灭而设定的。
当对每一位A= B =C =D=0时，本应显示0，但是在RBI=0作用下，使译码器输出全1。
其结果和加入灭灯信号的结果一样，将0熄灭。
表3-2 74LS48功能表2、74LS48译码器原理74LS48是BCD-7段数码管译码器/驱动器。
74LS48的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字，通过它解码，直接把数字转换为数码管的显示数字。
译码为编码的逆过程，它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来，实现译码的逻辑电路称为译码器。
译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。
74LS48是输出高电平有效的七段数码管译码器驱动器。
3、七段发光二极管(LED)数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器，有共阴管和共阳管之分。
一个LED 数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。
共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g 及dp （小数点）；共阴极则是把所有LED 的阴极连接到共同接点com ，而每个LED 的阳极分别为a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 及dp 。
本设计则是采用共阴显示数码管。
由于是显示0到999，所以小数点端不需要利用，又由于是高电平驱动，dp 端则接地。
图3-8 共阴连接（“1”电平驱动）图3-9 七段显示数码管B I /R B O图3-10 译码显示电路4电路板的制作及电路焊接与调试4.1电路板的制作电路板的制作步骤如下：（1）首先应剪裁合适的线路板。
线路板的大小应比电路图的大小大10mm 多，以便在钻孔时固定电路板和热转印固定转印纸用胶布粘贴四周时覆盖了布线，但也不要过大，以节约材料。
（2）打印电路图。
将绘制好的电路图用转印纸打印出来，打印时应注意滑的一面向上。
（3）线路板钻孔。
依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针，在使用钻机钻孔时，线路板一定要按稳。
钻孔时把握好钻针下放的距离以便确保能将线路板钻穿。
（4）打磨线路板。
用细砂纸把线路板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。
（5）转印电路板。
把印有电路板的一面贴在覆铜板上，焊盘空对齐后，用胶布把转印纸粘贴牢固在覆铜板上，这时把覆铜板放入热转印机。
转印时不能用力推覆铜板，应让机器自动运作。
一般来说经过2-3次转印，电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。
转印完后应检查一下电路板是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。
热转印机事先已预热，温度设定在150-170摄氏度，由于温度很高，操作时应注意安全。
（6）腐蚀线路板。
转印完后的电路板就可以腐蚀，等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净，这样一块线路板就腐蚀好了。
由于腐蚀液是使用强腐蚀性溶液，操作时一定注意安全，避免溅到皮肤或衣物上。
（7）线路板涂松香。
清洗干净后的铜膜板等水干后，用松香水涂在线路板有线路的一面，为加快松香凝固，我们用热风机加热线路板，只需2-3分钟松香就能凝固。
4.2电路的安装在安装原件前应做好准备工作，将所需的元件和焊接工具准备齐全。
为了美观我们把铜线和所有的原件都焊在同一面。
首先应先焊接过孔。
接着我们把原件引脚插到对应的孔里，进行简单的布局，安装原件应先安装小的原件再安装大的原件，如这次我们装焊的顺序为电阻、电容、发光二极管、按钮开关、集成块、单刀双掷开关。
在插发光二级管时要注意长正短负，反接会使其烧坏。
安装电阻、集成块等原件时为了避免出错，可以先安装完同一型号，再安装另一型号。
焊接前应先加热电烙铁，当电烙铁加热到能熔化焊锡的温度后，电烙铁成45度角，将焊锡置于焊点使熔化，焊接时要使焊点周围都有锡，将其牢牢焊住，防止虚焊，但是上锡时，锡不宜过多，当焊点的焊锡成锥形时最好。
在焊接引脚过多的原件如集成块、数码管时，应先焊对角的两个引脚使其固定，再逐个焊接。
另外，过孔我们用的是铜线连接，在焊接之前先在铜线上涂上助焊锡使其容易焊接。
最后在装集成块时要注意它有方向的，在安装时一定要注意PCB板上的缺口所指方向与器件的缺口所指方向是否一致。
焊接完后对过长的引脚齐根剪去，为了美观在剪引脚时尽量使剩余的引脚长短一致。
4.3电路测试这是我做的第一个综合电路，所以在做这个课程设计时，出现了许多问题，但在同学和老师的帮助下，这些问题都得到了解决。
在电路板初步完成之后，需要进行调试工作，在调试的过程中我们遇到两个问题。
第一个问题是接通外部电源后发现数码管不计数且发光二极管灯亮。
测试电路中脉冲输入端和74LS160的电压发现，U6及76LS160的6脚和8脚有电压，这两端本是接地端应该没有电压，但是检查电路后发现这两个接地端没有连接，最后我们只有用铜线把6脚和8脚连接。
接通外部电源后拨动开关S1数码管开始正常计数。
第二个问题是DS1数码管在显示数字3和5时d段不亮。
数码管只是在显示3和5时d段不亮，而在显示其它数字时都正常，分析原因和测试电路可知，可能是74LS48和数码管的d和e两根线有可能连接，尽管用肉眼看不见两根线相连，但是有些细微是用肉眼看不见的，于是用美工刀在d和e之间划一下让两根线路分开。
接通外部电源后拨动开关S1数码管计数正常。
分析可知在显示数字3和5时，d段和e段亮灭相反，而在显示其它数字时，d段和e段亮灭相同，相反时产生冲突所以d段不亮，相同时情况则相反。
5设计总结通过这次课程设计，我的动手能力有了很大的提高，摆脱了单纯的理论知识学习状态，并且提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及PCB制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，以及对细节的处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富。
同时对于设计中出现的问题能积极的去思考、解决，这些都将对以后的生活和学习有很大的帮助。