位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)

1、電子課程設(shè)計(jì) 8位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)學(xué)院：電子信息工程學(xué)院 專業(yè)、班級： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)電路圖.10六、心得體會.128位數(shù)碼管動態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1. 設(shè)計(jì)個(gè)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(shí)刻，僅有一個(gè)LED數(shù)碼管發(fā)光。3. 該數(shù)碼管發(fā)光一段時(shí)間后，下一個(gè)LED發(fā)光，這樣8只數(shù)碼管循環(huán)發(fā)光。4. 當(dāng)循環(huán)掃描速度足夠快時(shí)，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(shí)鐘頻率和顯示閃爍的關(guān)系。二、

2、總體框圖設(shè)計(jì)的總體框圖如圖2-1所示。74LS161計(jì)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(gè)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(shí)共陰極就是將八個(gè)LED的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個(gè)LED的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。而共陽極就是將八個(gè)LED的陽極連在一起。2、非門 非門又稱為反相器，是實(shí)現(xiàn)邏輯非運(yùn)算的邏輯電路。非門有輸入和輸出兩個(gè)端，電路符號如圖2所示，其輸出端的圓圈代表反相的意思，當(dāng)其輸入端為高電平時(shí)

3、輸出端為低電平，當(dāng)其輸入端為低電平時(shí)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AY01103、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(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5 74LS138譯碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖用與非門組成的3線8線譯碼器74LS138，S1、S2、S3是三個(gè)附加的控制端。當(dāng)S1=1，S2+S3=0時(shí)，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高電平。74LS138譯碼器的功能表如表

4、2所示。表2 74LS138譯碼器功能表輸入輸出S1S2+S3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXX11111111X1XXX11111111100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111101111010111111011101101111110110111111111105、74LS161計(jì)數(shù)器同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161的功能同74LS160，也是異步清零的計(jì)數(shù)器，其邏輯符號如圖6所示。圖6 74LS161計(jì)數(shù)器從74LS161功能表中可以知道，當(dāng)清零端CR=“0”，計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q

5、0立即為全“0”，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時(shí)，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(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加1。74LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。其功能如表3所示。表3 74LS161計(jì)數(shù)器的功能表清零使能置數(shù)時(shí)鐘輸入輸出CrPTLD

6、CPDCBAQ3Q2Q1Q00xxXxXXxx00001xX0dcbadcba1111XxxX計(jì)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(fù)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(fù)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(shí)鐘端CLK，所以異步置位和復(fù)位在有效電平時(shí)，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(yù)置110××0預(yù)置零00×

7、15;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(shí)，同步輸入端D與時(shí)鐘端CLK的作用無效。注意，在觸發(fā)器的同步輸入端工作時(shí)，異步置位和復(fù)位端失去作用（處于非有效電平），同時(shí)注意異步置位和復(fù)位時(shí)、信號還應(yīng)滿足約束條件。四、功能模塊1、環(huán)形計(jì)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(jì)數(shù)，若移位寄存器有8個(gè)觸發(fā)器，則經(jīng)過8個(gè)移位脈沖寄存器內(nèi)的數(shù)碼循環(huán)一次，因此可以構(gòu)成8進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這種移位寄存器的

8、計(jì)數(shù)器稱為環(huán)形計(jì)數(shù)器，如圖8所示。圖8 環(huán)形計(jì)數(shù)器框圖2、數(shù)碼管控制模塊數(shù)碼管有八個(gè)輸入管教，相應(yīng)管腳控制相應(yīng)區(qū)域的顯示，從而達(dá)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(gè)燈循環(huán)閃爍，此時(shí)計(jì)數(shù)器需要在兩個(gè)狀態(tài)之間循環(huán)，為了方便時(shí)計(jì)數(shù)器在0和1之間循環(huán)，此時(shí)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(dá)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(shè)計(jì)總電路圖，如圖10所示。 環(huán)形計(jì)數(shù)器在固定脈沖的作用下八個(gè)D觸發(fā)器依次輸出兩秒的高電平并循環(huán)進(jìn)行，將此受環(huán)形計(jì)數(shù)器控制的信號

9、與計(jì)數(shù)器的高電平端相連，這樣可以使八個(gè)計(jì)數(shù)器依次工做兩秒并循環(huán)進(jìn)行，從而使收到計(jì)數(shù)器控制的八個(gè)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(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們通過這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和連接圖以及芯片上的選擇。2、在設(shè)計(jì)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(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。3、我們得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程

10、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(rèn)識。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，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(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實(shí)踐讓我們對各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。4、經(jīng)過幾天的上機(jī)，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(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無不令我回味無長。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過實(shí)習(xí)，我才意識到老一輩電子設(shè)計(jì)為我們的社會

11、付出。我想說，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會能有實(shí)踐的機(jī)會，但我們可以，而且設(shè)計(jì)也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，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(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了；我想說，確實(shí)很累，但當(dāng)我們看到自己所做的成果時(shí)，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(yīng)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(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥，但我們認(rèn)為無論干什么，只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

12、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(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，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(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)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(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老