數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)彩燈循環(huán)顯示控制電路設(shè)計(jì)

1、1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 工作單位：工作單位： 題題 目目: : 彩燈循環(huán)顯示控制電路設(shè)計(jì)彩燈循環(huán)顯示控制電路設(shè)計(jì) 初始條件：初始條件： 74ls160 計(jì)數(shù)器、74hc390 計(jì)數(shù)器、74hc139 譯碼管、555 定時(shí)器、數(shù)碼管和必要的 門(mén)電路，以及電容電阻等基本模擬電路電子器件 ?？梢赃x用其他的計(jì)數(shù)器和集成電路， 但必須給出原理說(shuō)明。 要求完成的主要任務(wù)要求完成的主要任務(wù): : (1) 以 led 數(shù)碼管作為控制器的顯示元件，它能自動(dòng)地依次顯示出數(shù)字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然數(shù)列） ，1、3、5

2、、7、9（奇數(shù)列） ， 0、2、4、6、8（偶數(shù)列）和 0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音樂(lè)符號(hào)數(shù)列） ，然后 又依次顯示出自然數(shù)列、奇數(shù)列、偶數(shù)列和音樂(lè)符號(hào)數(shù)列.，如此周而復(fù)始，不斷 循環(huán)。 （2）打開(kāi)電源時(shí)，控制器可自動(dòng)清零。 （3）每個(gè)數(shù)字的一次顯示時(shí)間基本相等，這個(gè)時(shí)間在 0.5s 到 2s 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)， 時(shí)間安排：時(shí)間安排： 第 19 周：理論講解 第 20 周：理論設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試以及撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 21 周：答辯 地點(diǎn)：鑒主 15 樓通信實(shí)驗(yàn)室一 指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名： 20092009 年年 7 7 月月 3 3 日日 系主任（或責(zé)任教師）簽名：系主任（

3、或責(zé)任教師）簽名： 年年 月月 日日 2 摘摘 要要 這次的課程設(shè)計(jì)主要是用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)彩燈循環(huán)控制電路的實(shí)質(zhì)就是要 產(chǎn)生一系列有規(guī)律的數(shù)列，然后通過(guò)一個(gè)數(shù)碼管顯示出來(lái)。這里使用的只要就是計(jì)數(shù)器， 計(jì)數(shù)器在時(shí)序電路中應(yīng)用的很廣泛，它不僅可以用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還可用于分頻， 定時(shí)，產(chǎn)生節(jié)拍脈沖以及其他時(shí)序信號(hào)。運(yùn)用計(jì)數(shù)器的不同的功能和不同的接發(fā)就可以 實(shí)現(xiàn)不同的序列輸出了。 而這次的內(nèi)容還包括分電路圖的整合，使這個(gè)彩燈循環(huán)顯示器能夠按照要求那個(gè)依 次輸出自然序列，奇數(shù)序列，偶數(shù)序列還有音樂(lè)序列。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)循環(huán)輸出的功能， 在設(shè)計(jì)的時(shí)候還用到了一個(gè)以為寄存器，可以利用它的輸出端來(lái)控制四

4、個(gè)計(jì)數(shù)器的工作 情況，可以讓四個(gè)計(jì)數(shù)器依次工作，就可以達(dá)到要求的依次循環(huán)輸出數(shù)列。 最后還有一個(gè)部分就是脈沖的產(chǎn)生基于多諧振蕩器可以產(chǎn)生方波，就可以利用它來(lái) 產(chǎn)生脈沖信號(hào)了。而這個(gè)多諧振蕩器采用的是 555 定時(shí)器來(lái)完成的,另外,直接用脈沖信 號(hào)源提供方波。 這個(gè)設(shè)計(jì)基本上就是由以上三個(gè)部分連接在一起組成的。 3 abstract this time curriculum project is mainly realizes with the counter, this colored lantern cyclic control electric circuits essence is mu

5、st have a series of orderly sequences, then the nixietube demonstrates through. here uses, so long as is the counter, the counter the application is very widespread in the sequence circuit.iit not only may use to the pulse carries on the counting, but may also use in the frequency division, fixed ti

6、me, produces the metre pulse as well as other succession signal. and different met using the counter different function sends may realize the different sequence to output. but this time content also includes the power distribution road map the conformity, enables this colored lantern circulation mon

7、itor to defer to requests that to output the natural sequence in turn, the odd number sequence, the even number sequence also has music sequence. in order to realize this circulation output function, in design time also used one to think the register, might use its out-port to control four counters

8、the working conditions, might let four counters work in turn, might meet the requirements the circulation output sequence in turn. also has a part finally the pulse production may have the square-wave based on the multivibrator, might use it to produce the signal impulse. what but this multivibrator

9、 uses is 555 timers completes. this design basically is connects by the above three parts is being composed together. 4 目 錄 摘 要.2 1 整體電路方框圖.4 2 設(shè)計(jì)方案選擇.5 2.1 數(shù)列循環(huán)部分.5 2.2 數(shù)列顯示部分 .9 3 單元電路的設(shè)計(jì)及其原理.10 3.1 數(shù)列循環(huán)電路的設(shè)計(jì).10 3.2 序列顯示電路的設(shè)計(jì).11 3.2.1 十進(jìn)制自然序列的顯示電路.11 3.2.2 奇數(shù)序列顯示電路.12 3.3 脈沖信號(hào)的產(chǎn)生電路.14 3.4 分頻電路的設(shè)計(jì).

10、15 4 總電路圖的設(shè)計(jì) .17 5 仿真結(jié)果及分析.19 6 心得與體會(huì).21 7 元件清單.22 8 參考文獻(xiàn).23 5 1 整體電路方框圖 自然序列奇數(shù)序列偶數(shù)序列音樂(lè)序列 譯碼器計(jì)數(shù)器 脈沖信號(hào)譯碼顯示 圖 1 基本方框圖 這個(gè)電路框圖可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，依次輸出自然數(shù)列，奇數(shù)序列，偶數(shù) 序列還有音樂(lè)數(shù)列，各序列可通過(guò)同一芯片的不同接法實(shí)現(xiàn)，也可用不同芯片 實(shí)現(xiàn)， 而且還可以通過(guò)一個(gè)循環(huán)電路使之循環(huán)輸出，序列的輸出順序由譯碼器控制， 由數(shù)碼管輸出各序列，其顯示的間隔時(shí)間也可以通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率來(lái)進(jìn) 行調(diào)整，而脈沖信號(hào)可由脈沖產(chǎn)生電路實(shí)現(xiàn)，也可直接用脈沖信號(hào)源。 2 設(shè)計(jì)方案選擇 2

11、.1 數(shù)列循環(huán)部分 方案一 要讓四個(gè)數(shù)列依次循環(huán)則采用一個(gè) 2 線-4 線譯碼器和一個(gè)四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 用譯碼器的輸出依次去控制芯片清零端，再通過(guò)一個(gè)四進(jìn)制計(jì)數(shù)器去控制譯碼 器輸入，使其在四個(gè)輸出間不斷循環(huán)，而計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖則可通過(guò)每個(gè)芯片 的進(jìn)位端經(jīng)過(guò)一四輸入或門(mén)輸出來(lái)控制。其電路圖如圖 2： 6 圖 2 用譯碼器實(shí)現(xiàn)的循環(huán)電路 這個(gè)部分主要用到的是 74hc390 計(jì)數(shù)器和 74hc139 譯碼管，它們的功能 表和引腳圖分別如下表 1 表 2 和圖 3 圖 4 所示： 表 1 74hc390 的功能表 輸入 輸出 r01r02s91s92cpacpbqdqcqbqa 1100000 110

12、0000 0111001 0111001 cp0二進(jìn)制計(jì)數(shù) 0cp五進(jìn)制計(jì)數(shù) cpqa8421 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù) r01 r02=0 s91 s92=0 qdcp5421 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù) 7 表 2 74hc139 的功能表 輸入輸出 gbay3y2y1y0 11111 0001110 0011101 0111011 0110111 圖 3 74hc390 的引腳圖 圖 4 74hc139 的引腳圖 方案二 設(shè)計(jì)數(shù)列的循環(huán)有很多種方法，這個(gè)方案就是利用移位寄存器將串行數(shù)據(jù)右移 和左移的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的。電路圖如圖 5： 8 圖 5 用 74ls194 構(gòu)成的循環(huán)電路原理圖 這個(gè)電路圖實(shí)現(xiàn)循環(huán)主要是依靠

13、74ls194 的移位功能來(lái)完成的。先讓開(kāi) 關(guān) j1 撥至與電源相接，就是接入高電平，這樣移位寄存器有了脈沖信號(hào)之后就 可以實(shí)現(xiàn)置數(shù)的功能，四個(gè)輸出端為 1000，再將開(kāi)關(guān) j1 撥至與地相接也就是 接入低電平，這時(shí)寄存器就可以實(shí)現(xiàn)移位的操作了，然后通過(guò)脈沖信號(hào)的觸發(fā) 下，寄存器的輸出就可以從 1000010000100001，這樣依次循環(huán)了。然后 四個(gè)輸出端用來(lái)控制計(jì)數(shù)器的信號(hào)控制端就可以控制序列輸出了。 循環(huán)電路的設(shè)計(jì)采用 74ls194 移位寄存器，通過(guò) 74ls194 移位寄存器的四 個(gè)輸出端子分別控制四個(gè)計(jì)數(shù)器工作，74ls194 的功能表如表 3，引腳圖如圖 6 所示： 9 表 3

14、 74ls194 的功能表 圖 6 74ls194 的引腳圖 這兩種方案都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)列的循環(huán)，第二種方案需要撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，而第一種 就不需要可以自動(dòng)依次產(chǎn)生數(shù)列。另外第二種開(kāi)關(guān)使其依次產(chǎn)生序列還需要一 個(gè)脈沖控制，而在設(shè)計(jì)總體的電路的時(shí)候四個(gè)計(jì)數(shù)器也需要有脈沖信號(hào)的觸發(fā)， 這樣的話就要多設(shè)計(jì)一個(gè)方波脈沖的產(chǎn)生電路，另外還要與計(jì)數(shù)器的脈沖信號(hào) 匹配，因?yàn)?74ls194 的移位是要一個(gè)計(jì)數(shù)器的全部數(shù)列產(chǎn)生完后才下一個(gè)脈沖， 這樣不是很好與計(jì)數(shù)器的脈沖頻率想匹配。但是第一個(gè)方案就很好的解決了這 個(gè)問(wèn)題，這個(gè)方案的數(shù)列循環(huán)部分就是依靠芯片 74hc390 和 74hc139 也就是 輸入輸出 控制信號(hào)串

15、行輸入清零 clrs1s0右移左移 時(shí)鐘 clk 工作狀態(tài) 00 100保持 1010（1）右移 1100（1）左移 111置數(shù) 10 一個(gè)計(jì)數(shù)器還有一個(gè)譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。74hc390 的脈沖信號(hào)是由計(jì)數(shù)器的進(jìn)位 端來(lái)控制的，這樣就很好解決了方案二的問(wèn)題，只有當(dāng)一個(gè)計(jì)數(shù)器的全部數(shù)列 輸出完了之后才會(huì)有脈沖信號(hào)過(guò)來(lái)觸發(fā) 74hc390 讓它進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，這樣就 是由電路自己控制的，不會(huì)產(chǎn)生方案二的問(wèn)題。 2.2 數(shù)列顯示部分 這個(gè)部分選用由 74ls160d 芯片構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理易懂且易于實(shí)現(xiàn)， 所以選用該方案，如圖 7 以音樂(lè)序列為例： 圖 7 音樂(lè)序列顯示電路圖 2.32.3 確立方案

16、確立方案 在數(shù)列循環(huán)的部分我采用的是用一個(gè)四進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 這樣避免了脈沖的混亂。 在數(shù)列顯示部分用的是芯片 74ls160 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)的。 在脈沖信號(hào)產(chǎn)生的環(huán)節(jié)則就是采用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。 vcc 5v v1 50 hz 5 v u1 74ls160d qa 14 qb 13 qc 12 qd 11 rco 15 a 3 b 4 c 5 d 6 enp 7 ent 10 load 9 clr 1 clk 2 u2 dcd_hex_yellow 1 vcc 2 3 4 0 11 3 單元電路的設(shè)計(jì)及其原理 3.1 數(shù)列循環(huán)電路的設(shè)計(jì) 在這個(gè)部分主要是

17、應(yīng)用了一個(gè)四進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和一個(gè)譯碼器，這個(gè)部分的 作用是為了使自然序列，奇數(shù)序列，偶數(shù)序列，音樂(lè)序列的循環(huán)顯示。其中四 個(gè) 74ls160 計(jì)數(shù)器的進(jìn)位端與 74hc390 的 cpa 相接，這樣就可以通過(guò)進(jìn)位端狀 態(tài)由 0 變?yōu)?1 的瞬間給它一個(gè)脈沖觸發(fā)，而另一個(gè)脈沖端則是與其輸出端 qa 相 接的，這樣的接法是為了使 74hc390 實(shí)現(xiàn) 8421bcd 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)的功能。然后 再讓 74hc390 的輸出端 qa，qb 分別與譯碼器 74hc194 相接，這樣可以用譯碼器 來(lái)控制計(jì)數(shù)器的動(dòng)作狀態(tài)，它可以決定由哪個(gè) 74ls160 計(jì)數(shù)器來(lái)工作。當(dāng) qa,qb 為“0” ， “0”時(shí)，

18、這時(shí)譯碼器的輸出端就只有 y0為 0，接一個(gè)反相器然 后再接產(chǎn)生自然序列的計(jì)數(shù)器的清零端;這樣就可以實(shí)現(xiàn)只有自然序列輸出的功 能，同理當(dāng) qa,qb 為“0”,“1”時(shí)，這是譯碼器的輸出端就只有 y1為 0，接一 個(gè)反相器然后再接產(chǎn)生奇數(shù)序列的計(jì)數(shù)器的清零端，這樣就可以實(shí)現(xiàn)只有奇數(shù) 序列輸出的功能; 當(dāng) qa,qb 為“1”,“0”時(shí)，這是譯碼器的輸出端就只有 y2 為 0，接一個(gè)反相器然后再接產(chǎn)生偶數(shù)序列的計(jì)數(shù)器的清零端，這樣就可以實(shí) 現(xiàn)只有偶數(shù)序列輸出的功能; 當(dāng) qa,qb 為“1”,“1”時(shí)，這是譯碼器的輸出端 就只有 y3為 0，接一個(gè)反相器然后再接產(chǎn)生音樂(lè)序列的計(jì)數(shù)器的清零端，這樣

19、 就可以實(shí)現(xiàn)只有音樂(lè)序列輸出的功能。其產(chǎn)生序列的功能就是這樣實(shí)現(xiàn)的。其 電路圖如圖 8： 12 圖 8 數(shù)列循環(huán)電路圖 3.2 序列顯示電路的設(shè)計(jì) 3.2.1 十進(jìn)制自然序列的顯示電路 由于 74hc160 本身就是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)的芯片，因此對(duì)于這個(gè)部分就只需 按照其功能表來(lái)接電路就可以實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制自然序列輸出了。在脈沖信號(hào)的觸發(fā) 下，計(jì)數(shù)器的輸出端的狀態(tài)依次為 0000000100100011010001010110011110001001，然后再將 計(jì)數(shù)器的輸出端和數(shù)碼管的輸入端口相接就可以在數(shù)碼管上面看到依次顯示從 0 到 9 了。其序列顯示電路圖如圖 9： u3 dcd_hex u5 7

20、4ls160d qa 14 qb 13 qc 12 qd 11 rco 15 a 3 b 4 c 5 d 6 enp 7 ent 10 load 9 clr 1 clk 2 vcc 5v v1 50 hz 5 v 10 0 67 8 9 13 圖 9 自然序列實(shí)現(xiàn)電路圖 3.2.2 奇數(shù)序列顯示電路 將奇數(shù) 1，3，5，7，9 用 8421bcd 碼分別表示為：“0001” ， “0011” ， “0101” ， “0111” ， “1001” ，可以發(fā)現(xiàn)最后一位都為 1，因此可以在上述十進(jìn)制 自然序列的基礎(chǔ)上將數(shù)碼管的最低位接高電平就可以實(shí)現(xiàn)奇數(shù)序列了。雖然在 每個(gè)脈沖觸發(fā)的作用下，芯片實(shí)現(xiàn)

21、的仍然是十進(jìn)制，但是由于數(shù)碼管最低位接 高電平，在數(shù)碼管顯示的則是奇數(shù)列，但是顯示的時(shí)間間隔是正常自然序列的 2 倍，為了實(shí)現(xiàn)相鄰顯示時(shí)間間隔相等，我們可以利用二分頻電路解決上述問(wèn) 題。其序列顯示電路圖如圖 10： 圖 10 奇數(shù)序列實(shí)現(xiàn)電路圖 3.2.3 偶數(shù)序列顯示電路 將偶數(shù) 0，2，4，6，8 用 8421bcd 碼分別表示為“0000”， “0010”， “0100”, “0110”,“1000”, ,可以發(fā)現(xiàn)最后一位都為 0，因此可以在上述十進(jìn)制自然序列的基 礎(chǔ)上將數(shù)碼管的最低位接低電平就可以實(shí)現(xiàn)偶數(shù)序列了。雖然在每個(gè)脈沖觸發(fā) 的作用下，芯片實(shí)現(xiàn)的仍然是十進(jìn)制，但是由于數(shù)碼管最低位

22、接高電平，在數(shù) 碼管顯示的則是偶數(shù)列，但是顯示的時(shí)間間隔是正常自然序列的 2 倍，為了實(shí) 現(xiàn)相鄰顯示時(shí)間間隔相等，我們可以利用二分頻電路解決上述問(wèn)題。其序列顯 示電路圖如圖 11： u1 dcd_hex_dig_green u2 74ls160d qa 14 qb 13 qc 12 qd 11 rco 15 a 3 b 4 c 5 d 6 enp 7 ent 10 load 9 clr 1 clk 2 v1 50 hz 5 v vcc 5v 1 0 vcc 2 3 4 u1 dcd_hex_blue vcc 5v v1 50 hz 5 v u2 74ls160d qa 14 qb 13 qc

23、12 qd 11 rco 15 a 3 b 4 c 5 d 6 enp 7 ent 10 load 9 clr 1 clk 2 vcc 1 0 2 3 4 14 圖 11 偶數(shù)序列實(shí)現(xiàn)電路圖 3.2.4 音樂(lè)序列顯示電路 音樂(lè)序列的特點(diǎn)是從 0 顯示到 7 后又再變?yōu)?0，這里可以將數(shù)碼管的最高 位固定接低電平就可以實(shí)現(xiàn)了。因?yàn)?74ls160 的輸出端只有三個(gè)與數(shù)碼管相接， 當(dāng) 74ls160 的輸出為“1000”和“1001”時(shí)，這時(shí)由于數(shù)碼管最高位是固定接 低電平的，也就是數(shù)碼管的輸入端仍是“0000” ， “0001” 。這樣數(shù)碼管的顯示就 又變成 0 和 1 了。其序列顯示電路圖如圖

24、 12： 圖 12 音樂(lè)序列實(shí)現(xiàn)電路圖 vcc 5v v1 50 hz 5 v u1 74ls160d qa 14 qb 13 qc 12 qd 11 rco 15 a 3 b 4 c 5 d 6 enp 7 ent 10 load 9 clr 1 clk 2 u2 dcd_hex_yellow 1 vcc 2 3 4 0 15 74ls160d 功能表以及引腳圖如下表 4 和圖 13 所示： 表 4 74hc160 功能表 clrloadenpentclkabcdqaqbqcqdrco 000000 1000posabcd1 1111poscount1 111qa0qb0qc0qd01 11

25、1qa0 qb0qc0qd01 圖 13 74hc160 的引腳圖 3.3 脈沖信號(hào)的產(chǎn)生電路 經(jīng)過(guò)篩選，我選擇了 555 所構(gòu)成的多諧振蕩電路，如下圖 14 所示： 16 圖 14 555 組成的多諧振蕩電路 從電路中我可以求出電路所產(chǎn)生的方波的頻率為： f= 1.34/(r1+2*r2)*c 而我們要根據(jù)輸出頻率的周期的大小在 0.52s 之間可以連續(xù)地變化。那么 555 多諧振蕩電路所產(chǎn)生的頻率大小應(yīng)該在 14hz 之間變化。才可以使輸出的 數(shù)屏顯示間隔滿足條件。因而我可以求得在電容 c=10uv 的情況下，可以根據(jù)頻 率范圍求得 r1=10k 歐，r2可以在 13k65k 歐的范圍內(nèi)改

26、變，這樣就可以改變 輸出方波的頻率了。 3.4 分頻電路的設(shè)計(jì) 因?yàn)槠?、偶序列?shù)字顯示時(shí)間間隔是自然序列和音樂(lè)序列的 2 倍，為了實(shí) 現(xiàn)顯示數(shù)字時(shí)間間隔相等的要求，可以使用二分頻電路，讓自然序列和音樂(lè)序 列的顯示時(shí)間與奇偶電路的顯示時(shí)間相等。 jk 觸發(fā)器可以構(gòu)成二分頻電路。由于 jk 觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 ，將 jk 觸發(fā)器的 j、k 端均接在高電平，則從輸出端 q 輸出的 1nnn qjqkq 是二分頻后的時(shí)間脈沖，其時(shí)間間隔為原脈沖的 2 倍。其電路圖如圖 15： 17 圖 15 二分頻電路 jk 觸發(fā)器狀態(tài)方程： ，其真值表如下表 5： nnn qkqjq 1 表 5 jk 觸發(fā)器真值表

27、 輸 入輸出 d rcpjkqn+1 1n q 0 01 100qn n q 11010 10101 18 4 總電路圖的設(shè)計(jì) 這個(gè)電路圖可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，可以依次輸出自然數(shù)列，奇數(shù)序列，偶 數(shù)序列還有音樂(lè)數(shù)列，而且還可以循環(huán)輸出，數(shù)碼管的顯示的間隔時(shí)間 也可以 通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率來(lái)進(jìn)行調(diào)整。 電路圖中四個(gè) 74ls160 的輸出端口分別與四個(gè)與門(mén)相接，然后再將四個(gè)門(mén) 電路的輸出端分別與數(shù)碼管的輸入端相接。其中產(chǎn)生自然數(shù)列和音樂(lè)數(shù)列的脈 沖信號(hào)的頻率是產(chǎn)生奇數(shù)序列和偶數(shù)序列的脈沖信號(hào)的頻率是 2 倍，這是因?yàn)?為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示時(shí)間間隔相等的要求，這里利用二分頻器很好地實(shí)現(xiàn)了這一 功能。

28、當(dāng)打開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)后，首先就是輸出自然序列，這時(shí)是 u1 先工作，它的清 零端接的是“1“，這時(shí)就是它處在計(jì)數(shù)的操作，然后輸出通過(guò)與或門(mén)相接再接 至數(shù)碼管的輸入端，就可以依次顯示從 0 到 9，當(dāng) u1 的輸出要從 9 變到 0 的瞬 間，它的進(jìn)位端的狀態(tài)是”1” ，然后通過(guò)一個(gè)或門(mén)接至 74hc390 的脈沖輸入端， 這時(shí)從“0”變至“1” ，恰好有一個(gè)脈沖，就可以通過(guò)譯碼器使 u4 開(kāi)始工作即 開(kāi)始計(jì)數(shù)，它從 9 變至 1 時(shí)，又通過(guò)進(jìn)位端給 74hc390 一個(gè)脈沖，然后就通過(guò) 譯碼器又使 u8 開(kāi)始工作，它從 0 變至 8，當(dāng)它從 8 變至 0 時(shí)，它的進(jìn)位端又變 至“1” ，就又可以給

29、 74hc390 一個(gè)脈沖信號(hào)，最后就通過(guò)譯碼器控制 u9 的工作， 111 n qqn 1 qn n q 19 輸出音樂(lè)數(shù)列。如此周而復(fù)始的這樣循環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)我們需要的功能了。其 電路圖如圖 16: 圖 16 總電路圖 5 仿真結(jié)果及分析 5.1 仿真結(jié)果 總電路將多諧振蕩電路換成電壓時(shí)鐘脈沖信號(hào)，對(duì)電路進(jìn)行仿真。通過(guò)對(duì) 20 脈沖信號(hào)的頻率調(diào)節(jié)就可以改變數(shù)屏顯示的時(shí)間間隔。由于循環(huán)一次的狀態(tài)數(shù) 過(guò)多，若要完整的顯示出仿真得到的波形，只能選擇分段截圖，才能保證波形 顯示清晰，則總電路圖的仿真由以下截取的圖 17（1） ，17（2） ，17（3）組成： 圖 17 （1） 21 圖 17 （2

30、） 圖 17（3） 22 5.2 仿真結(jié)果分析 理論上，當(dāng)電壓時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率為 1hz 的時(shí)候，數(shù)屏顯示的時(shí)間間隔 為 2s；當(dāng)電壓時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率為 4hz 的時(shí)候，數(shù)屏顯示的時(shí)間間隔為 0.5s；當(dāng)電壓時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率為 2hz 的時(shí)候，數(shù)屏顯示的時(shí)間間隔為 1s。 而實(shí)際仿真過(guò)程用到的電壓時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率為 100hz，才能使數(shù)屏顯示的 時(shí)間間隔大致在 0.5s 到 2s 的范圍內(nèi)。 分析仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)總電路可以實(shí)現(xiàn)從自然數(shù)列，奇數(shù)數(shù)列和音樂(lè)數(shù)列的 循環(huán)顯示，而且數(shù)字之間的顯示時(shí)間間隔也可以通過(guò)改變脈沖信號(hào)的頻率來(lái)改 變，使其在 0.5s 到 2s 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。另外，控制器可自動(dòng)清零。故本次課設(shè) 取得預(yù)想的方針結(jié)果。但每個(gè)數(shù)字的一次顯示時(shí)間基本相等這個(gè)要求未能很好 實(shí)現(xiàn)，故還需完善。 6 心得與體會(huì) 這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是與實(shí)際運(yùn)用直接相關(guān)，回顧這些題目： 汽車(chē)尾燈顯示控制電路設(shè)計(jì) 、多路智能競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)、多功能數(shù)字鐘電路設(shè) 計(jì)、數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)以及彩燈循環(huán)顯示控制電路設(shè)計(jì)，無(wú)一不是生活中常見(jiàn)的，