數(shù)電課程設計脈沖按鍵電話顯示器講解

1、脈沖按鍵電話按鍵顯示器一、設計任務與要求1設計一個具有八位顯示的電話按鍵顯示器；2能準確反映按鍵數(shù)字；3顯示器顯示從低位向高位前移，逐位顯示，最低位為當前輸入位；4重按鍵時，能首先清除顯示；5摘下話機后才能撥號有效，掛機后熄滅顯示。二、方案設計與論證 該設計分為輸入電路，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。用 1 個開關模擬話機被摘下與掛機 2 種狀態(tài)，用 1 個按鍵表示清除數(shù)字重新 再按，用 9 個按鍵分別代表 09 的數(shù)字輸入。當在摘下話機的狀態(tài)下按下 09 中的其中一個按鍵時，用編碼器對輸入信號進行編碼，輸出四位 BCD 碼。然后 四位 BCD 碼輸入到

2、第一個移位鎖存器中， 當有脈沖輸入時，鎖存器中的四位 BCD 碼輸入到第二個移位鎖存器中， 同時也輸入到數(shù)碼管驅動器中， 驅動數(shù)碼管顯示 相應的數(shù)字。再按下一個數(shù)字按鍵時，產(chǎn)生一個脈沖，第二個鎖存器中的四位 BCD 碼輸入到第三個移位鎖存器中，同時也輸入到數(shù)碼管驅動器中，驅動數(shù)碼 管顯示相應的數(shù)字。以此類推。電路原理框圖：三、單元電路設計與參數(shù)計算 輸入電路與脈沖產(chǎn)生電路：2當有按鍵被按下時，只有那個輸入為 0，其余都為 1，同時產(chǎn)生一個脈沖2編碼電路：74LS147能將輸入的 9個信號轉成四位 BCD 碼3下圖是 74LS147 功能表：INPUTSOUTPUTS123456789DCBA1

3、111111111111xxxxxxxx00110xxxxxxx010111xxxxxx0111000xxxxx01111001xxxx011111010xxx0111111011xx01111111100x01111111110101111111111103移位電路：一共由 8個74LS194組成，能將四位 BCD 碼輸入到第一個 74LS194，并在 有上升沿信號到來時把數(shù)據(jù)輸出給下一個移位寄存器與數(shù)碼管驅動器。 一直移到 第八個 74LS194。移位寄存器 74LS194，它是 4 位雙向移位寄存器，最高時鐘頻率為 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

4、能通過模式控制端 M0、M1 來控制。詳見下表：M0M1功能00保持01右移10左移11并行置數(shù)在 ABCD 端送入 4位二進制數(shù)，并使 M 0=M1=1時，該 4位二進制數(shù)同時并 行輸入至寄存器。當 CP到來后，在 CP上升沿的作用下， 4 位二進制數(shù)并行輸 出；若 M 1=0，M 0=1 時，則該 4 位二進制數(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CRM1M2CPDSLDSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30XXXXXXXXX0000清零1XX0

5、XXXXXXQ00Q10Q20Q30保持111XXd0d1d2d3d0d1D2D3送數(shù)101X1XXXX1Q0nQ1nQ2n右移101X0XXXX0Q0nQ1nQ2n右移1101XXXXXQ1nQ2nQ3n1左移1100XXXXXQ1nQ2nQ3n0左移100XXXXXXXQ00Q10Q20Q30保持Q3的電平d0d3 D0D3 端的穩(wěn)態(tài)輸入電平Q00、 Q10、Q20、 Q30規(guī)定穩(wěn)態(tài)輸入條件建立前 Q0、 Q1、 Q2、Q0n、Q1n、Q2n、Q3n時鐘上升沿 前 Q0.Q1.Q2.Q3 的電平4顯示電路：這里我用的是 74LS248,。74LS248是BCD 碼七段譯碼器兼驅動器。其外引

6、線排 列圖見上圖所示。74LS248具有以下特點：1） 消隱（滅燈）輸入 BI 低電平有效。當 BI=0 時，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，無任何顯示?？捎脕硎癸@示的數(shù)碼閃爍， 或與某一信號同時顯示。譯碼時， BI=1 。（2） 燈測試（試燈）輸入 LT低電平有效。當 LT=0（BI/RBO=1 ） 時，無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。 可用來檢查數(shù)碼管、譯碼器有無故。譯碼時， LT=1。（ 3） 脈沖消隱（動態(tài)滅燈）輸入 RBI=1 時，對譯碼無影響；當 BI=LT=1 時， 若 RBI=0 ，輸入數(shù)碼是十進制零時，七段全暗，不

7、顯示，輸入數(shù)碼不為零，則 照常顯示。在實際使用中有些零是不顯示的， 如 .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)點后第二位的零， 不考慮有效位時也可不顯示。這些可不顯示的零稱為冗余零。脈沖消隱輸入 RBI ，可使冗余零消隱。（ 4）脈沖消隱（動態(tài)滅燈）輸出 RBI與消隱輸入 BI共用一個管腳，當它作 輸出端時，與 RBI 配合，共同使冗余零消隱。以三位十進制數(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進行判斷，在 RBI 和 A全為零時， RBO，否則為。百位為零，且 RBI （百位被 消隱），則百位 RBO和十位 RB

8、I ，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，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)通過兩個輸入端（ 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。時鐘 （CP） 每次由低變高時， 數(shù)據(jù)右移一位， 輸入到 QA ， QA 是兩個數(shù)據(jù) 輸入端（ A 和 B）的邏輯與，它將上升時鐘沿之前保持一個建立時間的長度。其功能

9、表如下：電路在數(shù)碼管驅動器和數(shù)碼管間接排阻以減少電流。用 74LS164 的輸出接 在數(shù)碼管驅動器的滅燈端來控制數(shù)碼管的開關。將四位 BCD 碼輸入到數(shù)碼管驅 動器中使數(shù)碼管顯示相應的數(shù)字。5主控電路：用按鍵 J11來清除數(shù)字重按， 用開關 J12 的打開與關閉來表示話機被摘下與掛機2 種狀態(tài)。 當 J11按下時，所有移位鎖存器中的數(shù)清零， 所有數(shù)碼管熄滅。 當 J12 接 1時，無論怎么按數(shù)字鍵，數(shù)碼管全都不亮，只有當 J12接0 時才能正常輸入 數(shù)字并顯示。四、總電路工作原理及元器件清單1總原理圖加劃,MILMILE_tm.11Mi曲出、，-.；T4聞丄；注“峠、!卅iuai bi；;i

10、iiiiniliii iMiiMilnr：bih：:n三豈i罡I孕i至i 一釧詁&山卜；iiJ h占j |H RW1 42電路完整工作過程描述（總體工作原理）先把開關 J12接 0，然后按下數(shù)字按鍵進行輸入。 輸入的信號經(jīng)過 74LS147 編碼輸出四位 8421BCD 碼，取反后輸入到第一個 74LS194。當數(shù)字按鍵產(chǎn)生 的脈沖進入 74LS194 后，第一個 74LS194 中的四位 BCD 碼輸出到第二個 74LS194 的輸入端和 74LS248 的輸入端。四位 BCD 碼經(jīng)過 74LS248 變成 7 個 2 進制信號輸入到數(shù)碼管中使之顯示相應的數(shù)字。再按下第二個數(shù)字按鍵時， 又產(chǎn)

11、生一個新的四位 BCD 碼輸入到第一個 74LS194 中。此時第二個 74LS194 中存有第一次的 BCD 碼，第一個 74LS194 中有第二次的 BCD 碼。再來一個 脈沖， BCD 碼經(jīng)過 74LS248 譯碼使數(shù)碼管顯示相應的數(shù)字。其后的各位輸入 也一樣。而當按下 J11或 J12接 1 時，數(shù)碼管全部關閉， 各 74LS194 和 74LS164 中 的值都清零。3元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注J1PB DPST觸點開關11J12SPDT雙端閘刀開關1U1774LS14710 線-4 線優(yōu)先編碼器1U1874LS214 輸入端與門3U2174LS04非門6U1174LS19

12、4并入并出移位寄存器8R1RPACK250排阻8U574LS248共陰 7 段數(shù)碼管譯碼驅動器8U3374LS164串入并出移位寄存器1U3574LS092 輸入端與門1U25SEVEN_SEG_COM7 段共陰極數(shù)碼管8五、仿真調(diào)試與分析1數(shù)字的輸入：102清零與再輸入：J11按下后清零11J12接 1 后數(shù)碼管全滅J1 和 J3 分別被按下也沒有顯示六、結論與心得在這次的課程設計中， 使我對于書上的知識有了進一步的了解， 使我的動手 能力有了很大的提高。 在查找資料的時候， 我覺得好象還是蠻簡單的， 但在一實 際動手后，才發(fā)現(xiàn)并沒有想象中的簡單。我們不光只是掌握課堂上學過的東西，12 還得學會靈活應用才可以。這次課程設計主要還是讓我們活學活用自己的數(shù)電知識， 使我更加熟悉了數(shù) 字電路，對串入并出移位寄存器 74LS164、雙向移位寄存器 74LS194、10線-4 線優(yōu) 先編碼器 74LS147、七段顯示譯碼器