數(shù)電課程設(shè)計(jì)----脈沖按鍵電話顯示器要點(diǎn)

1、脈沖電話按鍵顯示器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1設(shè)計(jì)一個(gè)具有四位顯示的電話按鍵顯示器；2能準(zhǔn)確反映按鍵數(shù)字；3顯示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示，最低位為當(dāng)前輸入位；4. 重按鍵時(shí)，能首先清除顯示；5 摘下話機(jī)后才能撥號(hào)有效，掛機(jī)后熄滅顯示。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)思想用1個(gè)開(kāi)關(guān)模擬話機(jī)被摘下與掛機(jī)2種狀態(tài)，用1個(gè)按鍵表示清除數(shù)字重新 再按，用10個(gè)按鍵分別代表09的數(shù)字輸入。當(dāng)在摘下話機(jī)的狀態(tài)下按下 09 中的其中一個(gè)按鍵時(shí)，用編碼器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼，輸出四位BCD碼。然后四 位BCD碼輸入到第一個(gè)移位鎖存器中，當(dāng)有脈沖輸入時(shí)，鎖存器中的四位BCD碼輸入到第二個(gè)移位鎖存器中，同時(shí)也輸入到數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器中

2、，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示 相應(yīng)的數(shù)字。再按下一個(gè)數(shù)字按鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)脈沖，第二個(gè)鎖存器中的四位 BCD碼輸入到第三個(gè)移位鎖存器中，同時(shí)也輸入到數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器中，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 顯示相應(yīng)的數(shù)字。以此類推。2、設(shè)計(jì)說(shuō)明該設(shè)計(jì)分為輸入電路，脈沖產(chǎn)生電路，編碼電路，移位電路，顯示電路和主 控制電路這幾部分組成。3、電路結(jié)構(gòu)框圖4、設(shè)計(jì)萬(wàn)案(1) 輸入電路與脈沖產(chǎn)生電路:UZ1B當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，只有那個(gè)輸入為 0,其余都為1,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖(2) 編碼電路:1574LS04D1! 74LSG4D74LS147D- e B k e Ufa B E b eu 1 - 74rG04D -. u- J _/Ar -dr

3、-rU18D74LS147能將輸入的9個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)成四位BCD碼下圖是74LS147功能表：INPUTSOUTPUTS123456789DCBA1111111111111xxxxxxxx00110xxxxxxx010111xxxxxx0111000xxxxx01111001xxxx011111010xxx0111111011xx01111111100x0111111111010111111111110(3) 移位電路:一共由4個(gè)74LS194組成，能將四位BCD碼輸入到第一個(gè)74LS194,并在 有上升沿信號(hào)到來(lái)時(shí)把數(shù)據(jù)輸出給下一個(gè)移位寄存器與數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器。 一直移到 第四個(gè)74LS194移位寄存

4、器74LS194,它是4位雙向移位寄存器，最高時(shí)鐘頻率為 36MHZ 它具有并行輸入、并行輸出，左移和右移的功能。這些功能均能通過(guò)模式控制端 M、M來(lái)控制。詳見(jiàn)下表：MM功能00保持01右移10左移11并行置數(shù)在ABCD端送入4位二進(jìn)制數(shù)，并使M=M=1時(shí)，該4位二進(jìn)制數(shù)同時(shí)并行輸 入至寄存器。當(dāng)CP到來(lái)后，在CP上升沿的作用下，4位二進(jìn)制數(shù)并行輸出；若 M=0, M=1時(shí)，則該4位二進(jìn)制數(shù)被串行送入到右移數(shù)據(jù)輸入端 D,在CP上升沿 作用下，同步右移；若 M=1, M=0數(shù)據(jù)同步左移；若 M=M=0寄存器保持。下圖是74LS194集成塊的功能表:輸入輸出功能CRMMCPDSlDSrD0DD2

5、D3QQQQ0XXXXXXXXX0000清零1XX0XXXXXXQ0QoQ0Q0保持111tXXd0d1d2d3d0d1D2Db送數(shù)101tX1XXXX1QnQnQn右移101tX0XXXX0QnQnQn右移110t1XXXXXQnQnQn1左移110f0XXXXXQnQnQn0左移100XXXXXXXQoQ°Q0Q0保持dod3 D>D端的穩(wěn)態(tài)輸入電平Q。、Q。、Q。、Qo規(guī)定穩(wěn)態(tài)輸入條件建立前 Q、Q、Q、Q的電平Qn、Qn、Qn、Qn 時(shí)鐘上升沿 前Q.Q. Q. Q的電平(4) 顯示電路：U1Q :U11U12U13 o' i£址苗o ©苗匚

6、吵a .G Q OOO G O -74LS248Dj1徑 曰H冒Z埜旳 違也U Cl * *U6'減怕u 口閨/。 -O G O Q O O G 74LS248D gF-<4 Hi1 sx oq，減國(guó)口 b 4U7:“、l Lp. J _l T右右占右占lb占皿血u d田皿少-OOO G O Q O74LS248Dsa啞g G * b:X i :'冋垃M U巴聞怕' -G G G O O G G 74LS248D :T亙Ft PS H.；IX： ffi這里我用的是74LS248,。74LS248是BCD碼七段譯碼器兼驅(qū)動(dòng)器。其外引線 排列圖見(jiàn)上圖所示。74LS24

7、8具有以下特點(diǎn)：消隱(滅燈)輸入BI'低電平有效。當(dāng)BI'=0時(shí)，不論其余輸入狀態(tài)如何, 所有輸出為零，數(shù)碼管七段全暗，無(wú)任何顯示?？捎脕?lái)使顯示的數(shù)碼閃爍，或與 某一信號(hào)同時(shí)顯示。譯碼時(shí)，BI'=1 o燈測(cè)試(試燈)輸入LT'低電平有效。當(dāng)LT'=0 (BI'/RB0'=1 )時(shí)，無(wú)論其余輸入為何狀態(tài)，所有輸出為1,數(shù)碼管七段全亮，顯示數(shù)字為 8可用來(lái)檢查數(shù)碼管、譯碼器有無(wú)故。譯碼時(shí)，LT=1脈沖消隱（動(dòng)態(tài)滅燈）輸入 RBI'=1時(shí)，對(duì)譯碼無(wú)影響；當(dāng)BI'=LT'=1時(shí)， 若RBI'=0，輸入數(shù)碼是十進(jìn)制零

8、時(shí)，七段全暗，不顯示，輸入數(shù)碼不為零，則 照常顯示。在實(shí)際使用中有些零是不顯示的，如004.50中的百位的零可以不顯示；若百位為零且不顯示，則十位的零也可不顯示；小數(shù)點(diǎn)后第二位的零，不考 慮有效位時(shí)也可不顯示。這些可不顯示的零稱為冗余零。脈沖消隱輸入RBI' = 0, 可使冗余零消隱。脈沖消隱（動(dòng)態(tài)滅燈）輸出RBI'與消隱輸入BI'共用一個(gè)管腳4，當(dāng)它作輸 出端時(shí)，與RBI'配合，共同使冗余零消隱。以三位十進(jìn)制數(shù)為例。十位的零是 否要顯示，取決于百位是否為零，有否顯示，這就要用RBO進(jìn)行判斷，在RBI'和A3A。全為零時(shí)，RBO'= 0,否則為1

9、。百位為零，且RBI' = 0（百位被消隱）， 則百位RBO和十位RBI' = 0,使十位的零被消隱，其余數(shù)碼照常顯示。若百位不 為零，或未使零消隱，則百位的 RBO和十位的RBI'全為1，使十位的零不具備 消隱條件，而與其它數(shù)碼一起照常顯示。74LS164是8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù) 據(jù)通過(guò)兩個(gè)輸入端（DSA或DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使 能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的 輸入端接高電平，一定不要懸空。時(shí)鐘（CP）每次由低變高時(shí)，數(shù)據(jù)右移一位，輸入到QA， QA是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端（A

10、和B）的邏輯與，它將上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建立時(shí)間的長(zhǎng)度。其功能表如下：Input*Output*ClearClockABQaQhLXXXLLLHLXXOqo “QmdHfHHHQaa Hj*.TLXLAnQ(JnHrXLI電路在數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器和數(shù)碼管間接排阻以減少電流。用74LS164的輸出接在數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器的滅燈端來(lái)控制數(shù)碼管的開(kāi)關(guān)。將四位BCD碼輸入到數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器 中使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)子（5）主控電路：VCC5VU22S12XS11U147404NU23A 7408J用按鍵S11來(lái)清除數(shù)字重按，用開(kāi)關(guān)S12的打開(kāi)與關(guān)閉來(lái)表示話機(jī)被摘下與掛機(jī)2種狀態(tài)。當(dāng)S11按下時(shí)，所有移位鎖存器中的數(shù)清零

11、，所有數(shù)碼管熄滅。當(dāng)S12 接1時(shí)，無(wú)論怎么按數(shù)字鍵，數(shù)碼管全都不亮，只有當(dāng)S12接0時(shí)才能正常輸入 數(shù)字并顯示。5、電路完整工作過(guò)程描述（總體工作原理）先把開(kāi)關(guān)S12接0然后按下數(shù)字按鍵進(jìn)行輸入。輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)74LS147 編碼輸出四位8421BCD碼，取反后輸入到第一個(gè)74LS194當(dāng)數(shù)字按鍵產(chǎn)生的 脈沖進(jìn)入74LS194后，第一個(gè)74LS194中的四位BCD碼輸出到第二個(gè)74LS194 的輸入端和74LS248的輸入端。四位BCD碼經(jīng)過(guò)74LS248變成7個(gè)2進(jìn)制信號(hào) 輸入到數(shù)碼管中使之顯示相應(yīng)的數(shù)字。再按下第二個(gè)數(shù)字按鍵時(shí)，又產(chǎn)生一個(gè) 新的四位BCD碼輸入到第一個(gè)74LS194中。此

12、時(shí)第二個(gè)74LS194中存有第一次 的BCD碼，第一個(gè)74LS194中有第二次的BCD碼。再來(lái)一個(gè)脈沖，BCD碼經(jīng)過(guò) 74LS248譯碼使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。其后的各位輸入也一樣。而當(dāng)按下J11或J12接1時(shí)，數(shù)碼管全部關(guān)閉，各74LS194和74LS164中 的值都清零。元件清單元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注SPB DPST觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)11J12SPDT雙端閘刀開(kāi)關(guān)1U1774LS14710線-4線優(yōu)先編碼器1U1874LS214輸入端與門3U2174LS04非門6U1174LS194并入并出移位寄存器4R1RPACK250 Q排阻4U574LS248共陰7段數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)器4U3374LS16

13、4串入并出移位寄存器1U3574LS092輸入端與門1U25SEVEN_SEG_C OM7段共陰極數(shù)碼管46、仿真調(diào)試與分析(1)仿真圖(2)數(shù)字的輸入:CKCKCKCKU10U11U12U13A. B C D E F GA B C D E F A B C D E F GA B C D E F GCKU10A B C D E F GU11CKA B C E F <3U12U13CKCKCKU10U12(3)清零與再輸入:誡右6 £心占674LS248D 二 11*<口山槨-d Lv £i * * 卜 zB C D E F G旦8S11按下后清零d-od do o

14、 o74LS248D 逹»-TU22A IU1474Q4N(4)掛機(jī)后數(shù)碼管全熄滅，輸入無(wú)效:U23AcLJJ 1U13U12S12接1后數(shù)碼管全滅i!阿r L 心占占心咕占占-ggdgg 74LS24SD -IWffl 22AWTO* :- !J 門 6avccoUS7404NU974LS248D 工-"«* L66 c- do o &厘TU22A I金疋空門蟲(chóng)eq .r_a :p 力:j rj ip 母74LS24BDU6doo id c- d74Q4N74LS24BD -g.-.cj sia *-p l-l iX ED | 4 Ol 1 Q F 4

15、FU774LS248D占6古！i74LS248D SIT =.-.|> iD H r務(wù) Ij 吃 i* F 4U9AJ4T1-U14U23A 740&J其他按鍵按下也沒(méi)有顯示。7、PCB分層打印(1) Top層CO備嗚輕悌匱偵-/(2)Bottom 層嶼倉(cāng)唔尊會(huì)暢顒爭(zhēng)鶯爭(zhēng)離唱尸韋回邕理崖遷漏無(wú)鷹ffi喩荀濤荷®念詢回轟靜金圖確 隔花魚(yú)巻®営商窖卷'I黃 啓帥遢亠嚴(yán)函驗(yàn)4逋.“趣鬢®倉(cāng)證趣倉(cāng)倉(cāng) 曲 # 魚(yú)通皺H 蝕 黑蹲通商翰離*畫(huà)迪鼻尊蒯爸凋mO四、設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)中，我對(duì)于書(shū)上的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解， 使我的動(dòng)手 能力有了很大的提高。在查找資料的時(shí)候，我覺(jué)得好象還是蠻簡(jiǎn)單的，但在一實(shí) 際動(dòng)手后，才發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有想象中的簡(jiǎn)單。我們不光只是掌握課堂上學(xué)過(guò)的東西， 還得學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用才可以。網(wǎng)上資料雖多，但是真正有價(jià)值的資料卻要經(jīng)過(guò)反復(fù) 篩選才能得到，對(duì)于各種芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，最好直接看英文原版。這次課程設(shè)計(jì)主要還是讓我們活學(xué)活用自己的數(shù)電知識(shí)， 使我