簡易數(shù)字頻率計的設(shè)計.doc

電子技術(shù)課程設(shè)計報告 題 目 簡易數(shù)字頻率計的設(shè)計 學(xué)院（部）電子與控制工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 3204080123 學(xué)生姓名 李楠 學(xué) 號 3204080123 06月 12日至 06月 22日 共 周 指導(dǎo)教師（簽字） 前 言在電子測量技術(shù)中，頻率是一個最基本的參量，對適應(yīng)晶體振蕩器、各種信號發(fā)生器、倍頻和分頻電路的輸出信號的頻率測量，廣播、電視、電訊、微電子技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域。因此，數(shù)字頻率計是一種應(yīng)用很廣泛的儀器。那么頻率應(yīng)該如何測量呢？根據(jù)頻率的的定義我們可以知道，在一個標(biāo)準(zhǔn)一秒的時間內(nèi)被測信號的脈沖個數(shù)就是它的頻率，我們只要測出它的大小，就可以測出信號的頻率了。數(shù)字頻率計是數(shù)字電路中的一個典型應(yīng)用，實際的硬件設(shè)計用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，而且會產(chǎn)生比較大的延時，造成測量誤差、可靠性差。而在設(shè)計中，我們常用學(xué)習(xí)軟件multisim來仿真設(shè)計，通過嚴(yán)格的測試后，能夠較準(zhǔn)確地測量方波、正弦波等各種常用的信號的頻率。在此次設(shè)計中我們經(jīng)過網(wǎng)上搜索，查閱圖書閱覽室的有關(guān)書籍等途徑，搜集了大量的資料。經(jīng)過我們對資料的分析整理，以及細(xì)心地設(shè)計，最終成功設(shè)計出了一臺簡易數(shù)字頻率計，在我們付出了汗水之后總算是嘗到了成功的甘甜。我們的設(shè)計可能不是很完美，但是我們盡力去做了，如果有什么意見或建議，希望能多提出一些，我們會努力做到最好的。目錄摘要及設(shè)計要求 1第一章 系統(tǒng)概述 2 1.1數(shù)字頻率計的基本原理 2 1.2數(shù)字頻率計設(shè)計的系統(tǒng)框圖 1.3系統(tǒng)各部分功能論述 1.3.1電源波形整形電路 1.3.2分頻器 1.3.3待測信號放大、波形整形電路 1.3.4控制門 1.3.5計數(shù)器 1.3.6超量程報警器 1.3.7鎖存器 1.3.8顯示譯碼器與數(shù)碼管 第二章 單元電路的設(shè)計與分析 第三章 系統(tǒng)綜述，總體電路圖 3.1 數(shù)字頻率計設(shè)計原理圖 3.2電路的檢測方法與步驟 第四章 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 元件明細(xì)表 附圖 鳴謝 收獲與體會，存在的問題 簡易數(shù)字頻率計的設(shè)計摘 要數(shù)字頻率計是一種用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號、方波信號、三角波信號以及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。本設(shè)計中使用的是直接測頻法，即用計數(shù)器在計算1S內(nèi)輸入信號周期的個數(shù)。它是由模塊電路組成的，包括各種集成塊、邏輯器件、簡單的電子器件為基礎(chǔ)的簡易數(shù)字頻率計。實現(xiàn)了頻率的測量，同時，本設(shè)計使用了計算機模擬軟件（Multisim），提高了設(shè)計的效率。對本設(shè)計中所用的集成電路，以及簡易數(shù)字頻率計調(diào)試中作了簡單說明關(guān)鍵詞：集成電路,斯密特觸發(fā)器，寄存，計數(shù)顯示設(shè)計要求1. 被測信號的頻率范圍100HZ100KH2. 輸入信號為正弦信號或方波信號3. 四位數(shù)碼管顯示所測頻率，并用發(fā)光二極管表示單位4. 具有超量程報警功能第一章，系統(tǒng)概述1.1數(shù)字頻率計的基本原理 數(shù)字頻率計的主要功能是測量周期信號的頻率。頻率是單位時間（ 1S ）內(nèi)信號發(fā)生周期變化的次數(shù)。如果我們能在給定的 1S 時間內(nèi)對信號波形計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果顯示出來，就能讀取被測信號的頻率。數(shù)字頻率計首先必須獲得相對穩(wěn)定與準(zhǔn)確的時間，同時將被測信號轉(zhuǎn)換成幅度與波形均能被數(shù)字電路識別的脈沖信號，然后通過計數(shù)器計算這一段時間間隔內(nèi)的脈沖個數(shù)，將其換算后顯示出來。這就是數(shù)字頻率計的基本原理。1.2數(shù)字頻率計設(shè)計的系統(tǒng)框圖 根據(jù)設(shè)計要求，得到下圖1示的電路框圖：圖1數(shù)字頻率計框圖1.3下面介紹框圖中各部分的功能及實現(xiàn)方法 1.3.1波形整形電路 圖21.3.2分頻器 圖3（a）圖3（b）分頻器的作用是為了獲得 1S 的標(biāo)準(zhǔn)時間。電路中首先用兩片如圖3（a）所示的分頻器對經(jīng)過整形后得到的 100Hz 信號進(jìn)行 100 分頻得到如圖4（ a ）所示周期為 1S 的脈沖信號。然后再用D觸發(fā)器如圖3（b）進(jìn)行二分頻得到如圖4（ b ）所示占空比為 50 脈沖寬度為 1S 的方波信號，由此獲得測量頻率的基準(zhǔn)時間。利用此信號去打開與關(guān)閉控制門，可以獲得在 1S 時間內(nèi)通過控制門的被測脈沖的數(shù)目。 圖4示波器輸出波形 1.3.3信號放大、波形整形電路為了能測量不同電平值與波形的周期信號的頻率，必須對被測信號進(jìn)行放大與整形處理，使之成為能被計數(shù)器有效識別的脈沖信號。信號放大與波形整形電路的作用即在于此。信號放大可以采用一般的運算放大電路（如圖5所示），波形整形采用555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器（如圖6所示） 圖5 運算放大器 圖6 由555構(gòu)成的斯密特觸發(fā)器 圖7 信號放大與波形整形電路原理圖1.3.4控制門 控制門用于控制輸入脈沖是否送計數(shù)器計數(shù)。它的一個輸入端接標(biāo)準(zhǔn)秒信號，一個輸入端接被測脈沖?？刂崎T可以用與門或或門來實現(xiàn)。當(dāng)采用與門時，秒信號為正時進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)采用或門時，秒信號為負(fù)時進(jìn)行計數(shù)。 我們的設(shè)計采用的是或門，秒信號為低電平時進(jìn)行計數(shù)。如圖8所示圖8 或門作為控制門1.3.5計數(shù)器 計數(shù)器的作用是對輸入脈沖計數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求，最高測量頻率為 100kHz ，應(yīng)采用6位十進(jìn)制計數(shù)器?？梢赃x用由74161（74161是同步16位二進(jìn)制加計數(shù)器，它有異步清零，同步預(yù)置數(shù)等功能。）改裝而成的10進(jìn)制計數(shù)器。 圖9 計數(shù)器74161 圖10 由74161連成的十進(jìn)制計數(shù)器 1.3.7超量程報警器 如圖11所示，報警器由一個與門控制一個D觸發(fā)器和一個信號指示燈x1實現(xiàn)。由于設(shè)計要求最大頻率為100.0KHZ,當(dāng)計數(shù)器計數(shù)輸出的結(jié)果小于100.0KHZ時，與門7409N輸出一直為低電平，報警信號燈一直處于熄滅狀態(tài)；當(dāng)輸出結(jié)果大于100.0KHZ時，在計數(shù)的過程中與門7409N輸出將變?yōu)楦叩碗娖浇惶娉霈F(xiàn)，信號燈一閃一亮。 圖11 超量程報警器1.3.7寄存器在確定的時間（ 1S ）內(nèi)計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果（被測信號頻率）必須經(jīng)寄存后才能獲得穩(wěn)定的顯示值。寄存器的作用是通過觸發(fā)脈沖控制，將測得的數(shù)據(jù)寄存起來，送顯示譯碼器。寄存器為使數(shù)據(jù)穩(wěn)定，最好采用邊沿觸發(fā)方式的器件。圖12如圖12所示，在設(shè)計中我們采用了74LS175，74LS175是用四個D觸發(fā)器組成的四位寄存器，用以存儲4位二進(jìn)制數(shù)。在CP上升沿到達(dá)時1D4D端狀態(tài)被同時到各個觸發(fā)器中，形成1Qn+14Qn+1狀態(tài)。RD為異步清零控制端。當(dāng)RD=0時，不需要和CP同步，就可完成寄存器1Q4Q清零工作1.3.8顯示譯碼器與數(shù)碼管 顯示譯碼器的作用是把用 BCD碼表示的10進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動數(shù)碼管正常顯示的段信號，以獲得數(shù)字顯示。 選用顯示譯碼器時其輸出方式必須與數(shù)碼管匹配。本設(shè)計中采用的是7447七段數(shù)碼顯示譯碼器以及相應(yīng)的七段數(shù)碼管。顯示譯碼器7447 如圖13（a）所示，七段譯碼管如圖13（b）所示，電路連接圖如圖14所示。(a) (b) 圖13 圖14第二章 單元電路的設(shè)計與分析在本次設(shè)計中，我的主要任務(wù)就是實現(xiàn)占空比為50%的方波信號，我實現(xiàn)它所用的電路原理圖如圖2-1所示 圖2-1本模塊中所用芯片有：555構(gòu)成的斯密特觸發(fā)器、4518BD，DFF。其功能分別是：555構(gòu)成的斯密特觸發(fā)器:連接圖如圖2-1-2。為了消除高頻干擾，提高比較其參考電壓的穩(wěn)定性，通常將CON管腳通過0.01uf的電容接地。 圖2-1-2 施密特觸發(fā)器的構(gòu)成 施密特觸發(fā)器也有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號電位維持；對于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同化方向的輸入信號，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。 門電路有一個閾值電壓，當(dāng)輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓。正向閾值電壓與負(fù)向閾值電壓之差稱為回差電壓。 它是一種閾值開關(guān)電路，具有突變輸入輸出特性的門電路。這種電路被設(shè)計成阻止輸入電壓出現(xiàn)微小變化（低于某一閾值）而引起的輸出電壓的改變。 斯密特波形圖 利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的信號只要幅度大于vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。 555定時器 555定時器是一種集成電路如圖2-1-3所示，因集成電路內(nèi)部含有三個5千歐電阻而得名利用555定時器可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。本次設(shè)計我采用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器，因為它只需將2號腳和六號腳連在一起作信號的輸入端，即可方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器。圖2-1-3 CB555的電路結(jié)構(gòu)只要將555定時器的2號腳和6號腳接在一起，就可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器?？梢院営洖椤岸淮睢?。如圖2-1-4 圖2-1-4 施密特觸發(fā)器連接圖4518BD功能：十進(jìn)制同步加/減計數(shù)器4518。如圖2-1-5 圖2-1-54518BD 為雙BCD 加計數(shù)器，該器件由兩個相同的同步4 級計數(shù)器組成。計數(shù)器級為D 型觸發(fā)器。具有內(nèi)部可交換CP 和EN 線，用于在時鐘上升沿或下降加計數(shù)。在單個單元運算中，EN 輸入保持高電平，且在CP 上升沿進(jìn)位。CR 線為高電平時，計數(shù)器清零。計數(shù)器在脈動模式可級聯(lián)，通過將Q3 連接至下一計數(shù)器的EN 輸入端可實現(xiàn)級聯(lián)。同時后者的CP輸入保持低電平。將兩個4518BD串聯(lián)起來，可以實現(xiàn)對經(jīng)過555觸發(fā)器的輸入信號的100分頻。連接圖如圖2-1-2所示，CP1接輸入信號，CP2接D觸發(fā)器的CLK輸入端。DFF功能：電路圖如圖2-1-6所示。 圖 2-1-6為D觸發(fā)器。其功能是實現(xiàn)二分頻。從而輸出占空比為50%的標(biāo)準(zhǔn)秒信號，然后完成計數(shù)功能CLK端接上步中的分頻器的輸出端，Q接控制門U8A(74LS332D)其中一個輸入端。各部分的實現(xiàn)結(jié)果如下圖所示電源波形經(jīng)555構(gòu)成的斯密特觸發(fā)器變形后的波形 555構(gòu)成的斯密特觸發(fā)器輸出的信號經(jīng)過二分頻得到的標(biāo)準(zhǔn)秒信號第三章 系統(tǒng)綜述，總體電路圖3.1 數(shù)字頻率計設(shè)計原理圖3.2電路的檢測方法與步驟(1) 電源測試用示波器檢測產(chǎn)生基準(zhǔn)時間的全波整流電路輸出波形。 檢驗電路圖如3-1-1所示，如果示波器的輸出波形如圖3-1-2所示。由波形圖可以證明將電源信號變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)秒信號可以正確實現(xiàn)。 圖3-1-1圖3-1-2(2) 輸入檢測信號 從被測信號輸入端輸入幅值在 1V 左右頻率為 1.2KHz 左右的正弦信號檢驗電路如圖3-2-1所示。由示波器的輸出波形所示可證明已經(jīng)將被測信號變?yōu)榉讲ㄐ盘枴?圖3-2-1 圖3-2-2(3) 控制門檢測 檢測控制門 U8A(74LS32D) 輸出信號波形，正常時，每間隔 1S 時間，可以在熒屏上觀測到被測信號的矩形波。如觀測不到波形，則應(yīng)檢測控制門的兩個輸入端的信號是否正常 , 并通過進(jìn)一步的檢測找到故障電路，消除故障。如電路正常，或消除故障后頻率計仍不能正常工作，則檢測計數(shù)器電路。 (4) 計數(shù)器電路的檢測 依次檢測6 個計數(shù)器 74161 時鐘端的輸入波形，正常時，相鄰計數(shù)器時鐘端的波形頻率依次相差 10 倍。如頻率關(guān)系不一致或波形不正常，則應(yīng)對計數(shù)器和反饋門的各引腳電平與波形進(jìn)行檢測。正常情況各電平值或波形應(yīng)與電路中給出的狀態(tài)一致。通過檢測與分析找出原因，消除故障。如電路正常，或消除故障后頻率計仍不能正常工作，則檢測寄存器電路。 (5)寄存電路的檢測 依次檢測 74175寄存器各引腳的電平與波形。正常情況各電平值應(yīng)與電路中給出的狀態(tài)一致。 (6) 顯示譯碼電路與數(shù)碼管顯示電路的檢測 檢測顯示譯碼器7447各控制端與電源端引腳的電平，同時檢測數(shù)碼管各段對應(yīng)引腳的電平及公共端的電平。通過檢測與分析連接好電路。 第四章 總結(jié)在數(shù)字頻率計的設(shè)計當(dāng)中，基本完成了設(shè)計任務(wù)書中的基本要求。本課題用Mulitism軟件設(shè)計，數(shù)字頻率計是數(shù)字電路中的一個典型應(yīng)用，實際的硬件設(shè)計用到的器件較多，聯(lián)機比較復(fù)雜，而且會產(chǎn)生比較大的延時，造成測量誤差、可靠性差。而且還存在著許多不足之處。為了能測量不同電平值與波形的周期信號的頻率，必須對被測信號進(jìn)行放大與整形處理，數(shù)字頻率計是直接用十進(jìn)制數(shù)字來顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它可以測量正弦波、方波信號的頻率。通過本設(shè)計使我們對數(shù)字頻率計有更深一步的了解。參考文獻(xiàn)：1林濤 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學(xué)出版社 2006年第1版2劉南平 數(shù)字頻率計設(shè)計方案 現(xiàn)代電子設(shè)計與制作技術(shù)M. 2004年第2版3畢滿清電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，20054張洪潤電子線路與電子技術(shù)M清華大學(xué)出版社2005年5郝波數(shù)字電路M電子工業(yè)出版社2003年6 徐成, 劉彥, 李仁發(fā), 等. 一種全同步數(shù)字頻率測量方法的研究J. 電子技術(shù)應(yīng)用7 魏西峰. 全同步數(shù)字頻率測量方法的研究J. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2005,8 謝自美電子線路設(shè)計實驗測試M華中科技大學(xué)出版社2000年9 任中民數(shù)字電子技術(shù)M清華大學(xué)出版社2005年 元件明細(xì)表序 號名 稱 型號參數(shù)數(shù)量備注1運算放大器3288RT12寄存器74175N43斯密特觸發(fā)器555_VIRTUAL24十分頻器4518BD_5V25顯示譯碼器7447N46計數(shù)器74161N67二分頻器D_FF28顯示數(shù)碼管1SEVEN_SEG_COM_A_BLUE39顯示數(shù)碼管2SEVEN_SEG_DECIMAL_COM_A_BLUE110發(fā)光二極管LED_red111或門74LS32D112與門7409N113非門7404N114與非門7401N715指示燈PROBE_DIG_RED174LS175功能74ls175是常用的六D觸發(fā)器集成電路，里面含有6組d觸發(fā)器，可以用來構(gòu)成寄存器,搶答器等功能部件175 為四上升沿 D 觸發(fā)器，共有 54175/74175、 54S175/74S175，54LS175/74LS175 三種線路結(jié)構(gòu)形式當(dāng)清除端（CR ）為低電平時，輸出端 Q 為低電平。 在時鐘（CP）上升沿作用下，Q 與數(shù)據(jù)端（D）相一致。 當(dāng) CP 為高電平或低電平時，D 對 Q 沒有影響。引出端符號 CP 時鐘輸入端（上升沿有效） CR 清除端（低電平有效） 1D4D 數(shù)據(jù)輸入端 1Q4Q 輸出端 1Q4Q 互補輸出端 圖15 74ls175引腳圖及管腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖74LS175的功能表輸 入輸 出RDCP1D2D3D4D1Q2Q3Q4QLLLLLH1D2D3D4D1D2D3D4DHH保 持HL保 持 555定時器555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。 555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 應(yīng)用555的應(yīng)用： 圖16（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； （2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生電路； 如圖16， 振蕩周期： T=0.7（R1+2R2）C （3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時延時整形及一些定時開關(guān)中。 555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實用的電子電路，如定時器、分頻器、脈沖信號發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測電路、玩具游戲機電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路等。4518十進(jìn)制同步加/減計數(shù)器4518簡要說明CC4518 為雙BCD 加計數(shù)器，該器件由兩個相同的同步4 級計數(shù)器組成。計數(shù)器級為D 型觸發(fā)器。具有內(nèi)部可交換CP 和EN 線，用于在時鐘上升沿或下降沿加計數(shù)。在單個單元運算中，EN 輸入保持高電平，且在CP 上升沿進(jìn)位。CR 線為高電平時數(shù)器清零。計數(shù)器在脈動模式可級聯(lián)，通過將Q3 連接至下一計數(shù)器的EN 輸入端可實現(xiàn)級聯(lián)。同時后者的CP輸入保持低電平。CC4518 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插（D）、熔封陶瓷雙列直插（J）、塑料雙列直插（P）和陶瓷片狀載體（C）4 種封裝形式。7447 工作電壓5V常用的BCD 對七段顯示器譯碼器/驅(qū)動器之IC 包裝計有TTL 之7446、7447、7448、7449 與CMOS 之4511 等等。其中7446、7447 必須使用共陽極七段顯示器，7448、7449、4511等則使用共陰極七段顯示器。圖17為7447集成電路譯碼器之引腳圖在正常操作時，當(dāng)輸入DCBA=0010 則輸出abcdefg=0010010。故使顯示器顯示2。 當(dāng)輸入DCBA=0110 時，輸出abcdeg=1100000，顯示器顯示6。在7447 中尚有LT、RBI 與BI/RBO 之控制腳，其功能分述如下:該電路是由與非門、輸入緩沖器和7 個與或非門組成的BCD-7 段譯碼器/驅(qū)動器。通常是低電平有效，高的灌入電流的輸出可直接驅(qū)動顯示器。7 個與非門和一個驅(qū)動器成對連接，以產(chǎn)生可用的BCD 數(shù)據(jù)及其補碼至7 個與或非譯碼門。剩下的與非門和3 個輸入緩沖器作為試燈輸入（LT）端、滅燈輸入/動態(tài)滅燈輸出(BI/RBO)端及動態(tài)滅燈輸入(RBI )端。 該電路接受4 位二進(jìn)制編碼十進(jìn)制數(shù)（BCD）輸入并借助于輔助輸入端狀態(tài)將輸入數(shù)據(jù)譯碼后去驅(qū)動一個七段顯示器。輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計成能承受7 段顯示所需要的相當(dāng)高的電壓。驅(qū)動顯示器各段所需的高達(dá)24mA 的電流可以由其高性能的輸出晶體管來直接提供。BCD 輸入計數(shù)9 以上的顯示圖案是鑒定輸入條件的唯一信號。 該電路有自動前、后沿滅零控制（RBI和RBO）。試燈（LT）可在端處在高電平的任何時刻去進(jìn)行，該電路還含有一個滅燈輸入（BI），它用來控制燈的亮度或禁止輸出。 該電路在應(yīng)用中可以驅(qū)動共陽極的發(fā)光二極管或直接驅(qū)動白熾燈指示器。 7447 之輸出系為驅(qū)動器設(shè)計，其邏輯0 之吸入電流高達(dá)40mA，故在使用必須加入330 左右電阻加以限流，以免過大電流流經(jīng)LED 而燒毀顯示器。 圖17 DM7447A DM5447A 引腳功能圖 注：1、當(dāng)需要0到15的輸出功能時，滅燈輸入（BI）必須為開路或保持在高邏輯電平，若不要滅掉十進(jìn)制零，則動態(tài)滅燈輸入（RBI）必須開路或處于高邏輯電平。2、當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖街苯蛹拥綔鐭糨斎耄˙I）時，不管其它任何輸入端的電平如何，所有段的輸出端都關(guān)死。3、當(dāng)動態(tài)滅燈輸入（RBI）和輸入端A、B、C、D 都處于低電平而試燈輸入(LT)為高時，則所有段的輸出端進(jìn)入關(guān)閉且動態(tài)滅燈輸出（RBO）處于低電平（響應(yīng)條件）。4、當(dāng)滅燈輸入/動態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）開路或保持在高電平，且將低電平加到試燈輸入(LT)時，所有段的輸出端都得打開。* BI/RBO 是用作滅燈輸入（BI）與/或動態(tài)滅燈輸出（RBO）的線與邏輯。圖18 七段顯示器對7447 之應(yīng)用電路圖741614 位二進(jìn)制同步計數(shù)器（異步清除） 簡要說明： 161 為可預(yù)置的 4 位二進(jìn)制同步計數(shù)器，共有 54/74161 和 54/74LS161 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。161 的清除端是異步的。當(dāng)清除端 CLEAR 為低電平時，不管時鐘 端 CLOCK 狀態(tài)如何，即可完成清除功能。 161 的預(yù)置是同步的。當(dāng)置入控制器 LOAD 為低電平時，在 CLOCK 上升沿作用下，輸出端 QAQD 與數(shù)據(jù)輸入端 AD 相一致。對于 54/74161，當(dāng) CLOCK 由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)控制端 ENP、 ENT 為高電平，則 LOAD 應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而 54/74LS161 無此種限制。 161 的計數(shù)是同步的，靠 CLOCK 同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。 當(dāng) ENP、ENT 均為高電平時，在 CLOCK 上升沿作用下 QAQD 同時變 化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于 54/74161，只 有當(dāng) CLOCk 為高電平時，ENP、ENT 才允許由高至低電平的跳變，而 54/74LS161 的 ENP、ENT 跳變與 CLOCK 無關(guān)。 161 有超前進(jìn)位功能。當(dāng)計數(shù)溢出時，進(jìn)位輸出端（RCO）輸出 一個高電平脈沖，其寬度為 QA 的高電平部分。 在不外加門電路的情況下，可級聯(lián)成 N 位同步計數(shù)器。 對于 54/74LS161，在 CLOCk 出現(xiàn)前，即使 ENP、ENT、CLEAR 發(fā) 生變化，電路的功能也不受影響。 圖19 74161管腳圖引出端符號：PCO 進(jìn)位