位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設計

1、電子課程設計 8位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設計 學院：電子信息工程學院 專業(yè)、班級： 姓名： 學號： 指導老師： 2014年12月目錄一、設計任務與要求.3二、總體框圖.3三、選擇器件.3四、功能模塊.9 五、總體設計電路圖.10六、心得體會.128位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設計一、設計任務與要求1. 設計個8位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路，動態(tài)顯示1、2、3、4、5、6、7、8。2. 要求在某一時刻，僅有一個LED數(shù)碼管發(fā)光。3. 該數(shù)碼管發(fā)光一段時間后，下一個LED發(fā)光，這樣8只數(shù)碼管循環(huán)發(fā)光。4. 當循環(huán)掃描速度足夠快時，由于視覺暫留的原因，就會感覺8只數(shù)碼管是在持續(xù)發(fā)光。5、研究循環(huán)地址碼發(fā)生器的時鐘頻率和

2、顯示閃爍的關系。二、總體框圖 設計的總體框圖如圖2-1所示。74LS161計數(shù)器74LS138譯碼器 數(shù)碼管 圖2-1總體框圖三、選擇器件 1、數(shù)碼管 數(shù)碼管是一種由發(fā)光二極管組成的斷碼型顯示器件，如圖1所示。圖1 數(shù)碼管數(shù)碼管里有八個小LED發(fā)光二極管，通過控制不同的LED的亮滅來顯示出不同的字形。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型，其實共陰極就是將八個LED的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個LED的另一端高電平，它便能點亮。而共陽極就是將八個LED的陽極連在一起。 2、非門 非門又稱為反相器，是實現(xiàn)邏輯非運算的邏輯電路。非門有輸入和輸出兩個端，電路符號如圖2所示，其輸出端的圓圈代表反

3、相的意思，當其輸入端為高電平時輸出端為低電平，當其輸入端為低電平時輸出端為高電平。也就是說，輸入端和輸出端的電平狀態(tài)總是反相的。其真值表如表1所示。圖2 非門表1 真值表輸 入輸 出AY0110 3、5V電源 5V VCC電源如圖3所示。圖3 5V電源4、74LS138譯碼器 74LS138譯碼器管腳圖如圖4所示。圖4 74LS138譯碼器管腳圖 74LS138譯碼器的內(nèi)部結構如圖5所示。 圖5 74LS138譯碼器內(nèi)部結構圖用與非門組成的3線8線譯碼器74LS138，S1、S2、S3是三個附加的控制端。當S1=1，S2+S3=0時，譯碼器處于工作狀態(tài)；否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在

4、高電平。74LS138譯碼器的功能表如表2所示。表2 74LS138譯碼器功能表輸入輸出S1S2+S3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXX11111111X1XXX1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110 5、74LS161計數(shù)器同步二進制計數(shù)器74LS161的功能同74LS160，也是異步清零的計數(shù)器，其邏輯符號如圖6所示。圖6 74LS161計數(shù)器從74LS161功能表中可以知道，當清零端C

5、R=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO，其邏輯關系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。其功能如表3所示。表3 74LS161計數(shù)器的

6、功能表清零使能置數(shù)時鐘輸入輸出CrPTLDCPDCBAQ3Q2Q1Q00xxXxXXxx00001xX0dcbadcba1111XxxX計數(shù)1011XXXxx保持1x01XxxxX保持（co=0）6、74LS74D觸發(fā)器 74LS74D觸發(fā)器是具有異步置位和復位端其邏輯符號如圖7所示。圖7 74LS74D觸發(fā)器異步置位和復位信號不僅直接觸發(fā)從觸發(fā)器，而且封鎖同步輸入端D和時鐘端CLK，所以異步置位和復位在有效電平時，能夠在同步輸入端的作用失效。74LS74觸發(fā)器的特性表如表4所示。表4 74LS74觸發(fā)器的特性表輸入輸出說明CLKDQ(n+1)01××1預置110×

7、;×0預置零00××1不允許1100置零1111置1110×Qo保持 由表可知，異步清零端、電平有效時，同步輸入端D與時鐘端CLK的作用無效。注意，在觸發(fā)器的同步輸入端工作時，異步置位和復位端失去作用（處于非有效電平），同時注意異步置位和復位時、信號還應滿足約束條件。四、功能模塊 1、環(huán)形計數(shù)器如果把移位寄存器的串行輸出信號反饋到環(huán)形輸入端，那么在移位脈沖的作用下原來存入的數(shù)碼將逐步由第一級觸發(fā)器移到最后一級觸發(fā)器，再由最后一級觸發(fā)器反饋到第一級觸發(fā)器，如此循環(huán)，數(shù)據(jù)不再消失，形成環(huán)形計數(shù)，若移位寄存器有8個觸發(fā)器，則經(jīng)過8個移位脈沖寄存器內(nèi)的數(shù)碼循環(huán)一

8、次，因此可以構成8進制計數(shù)器，這種移位寄存器的計數(shù)器稱為環(huán)形計數(shù)器，如圖8所示。圖8 環(huán)形計數(shù)器框圖 2、數(shù)碼管控制模塊 數(shù)碼管有八個輸入管教，相應管腳控制相應區(qū)域的顯示，從而達到顯示不同數(shù)字的目的。以一為例，數(shù)碼管顯示一需要BC兩個燈循環(huán)閃爍，此時計數(shù)器需要在兩個狀態(tài)之間循環(huán)，為了方便時計數(shù)器在0和1之間循環(huán)，此時譯碼器輸出端的1,2管腳循環(huán)輸出高電平，其他管腳輸出電平恒為低，用12管腳控制數(shù)碼管的BC管腳，剩余管腳依次相連便可以達到顯示一的效果，如圖9所示。圖9 數(shù)碼管控制模塊五、 總電路圖8位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設計總電路圖，如圖10所示。 環(huán)形計數(shù)器在固定脈沖的作用下八個D觸發(fā)器依次輸出

9、兩秒的高電平并循環(huán)進行，將此受環(huán)形計數(shù)器控制的信號與計數(shù)器的高電平端相連，這樣可以使八個計數(shù)器依次工做兩秒并循環(huán)進行，從而使收到計數(shù)器控制的八個數(shù)碼管依次顯示一到八的數(shù)字。圖10 總電路圖六、心得體會 1、通過這次課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個方案包括設計了一套電路原理和連接圖以及芯片上的選擇。 2、在設計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。3、我們得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各

10、個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。4、經(jīng)過幾天的上機，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變

11、的話題。通過實習，我才意識到老一輩電子設計為我們的社會付出。我想說，設計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且設計也是一個團隊的任務，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學們之間的距離更加近了；我想說，確實很累，但當我們看到自己所做的成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮； 正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會作出我們應該做的一切，這有什么不好？我們不斷的反問自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設計的工作有些枯燥，但我們認為無論干什么，只

12、要人生活的有意義就可。社會需要我們，我們也可以為社會而工作。既然如此，那還有什么必要失落呢？于是我們決定沿著自己的路，執(zhí)著的走下去。同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后