使用數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤電路設(shè)計(jì)_設(shè)計(jì)說明

1、 1 / 20畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）設(shè)計(jì)(論文)題目: 使用數(shù)字顯示的 旋轉(zhuǎn)圓盤電路設(shè)計(jì) 1 / 20（論文）任務(wù)書（論文）任務(wù)書學(xué) 生姓 名學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)通信技術(shù)設(shè)計(jì)（或論文）題目使用數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師職 稱工作單位與所從事專業(yè)聯(lián)系方式備 注工程師信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子系高級(jí)工程師九洲電子科技股份設(shè)計(jì)（論文）容：（1）設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè) LED 數(shù)碼管制作的旋轉(zhuǎn)圓盤電路。要求電路具有啟動(dòng)開關(guān)和停止開關(guān)，摁下啟動(dòng)開關(guān)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)；在摁下停止開關(guān)后，計(jì)數(shù)器仍然工作，然后停止在某一數(shù)字上，這個(gè)數(shù)字就是得中的數(shù)字。要求電路使用稍快的時(shí)鐘脈沖來實(shí)現(xiàn)數(shù)字的選取。（2）設(shè)計(jì)要求畫出電路原理圖

2、（或仿真電路圖） ；元器件與參數(shù)選擇；進(jìn)度安排：第 5 周：任務(wù)下達(dá)，理解消化任務(wù)要求；初步設(shè)計(jì)方案確定；第 6 周第 10 周：設(shè)計(jì)方案確定，分模塊部分完成；第 11 周：中期檢查，查找問題，分析解決難點(diǎn)；第 12 周第 15 周：分模塊調(diào)試，整體電路調(diào)試，論文書寫等；第 16 周：答辯主要參考文獻(xiàn)：1戴伏生.基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐M.：國(guó)防工業(yè)，20022嘉奎.電子線路.第 4 版.：高等教育，19993應(yīng)光.模擬電子線路（一）.：東南大學(xué)，2005.14哲英等.實(shí)用電子線路設(shè)計(jì)M.:電子工業(yè),19975集成電路編委會(huì).標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊(cè)-運(yùn)算放大器M.:電子工業(yè),19986電器科學(xué)研究所.

3、實(shí)用電子元器件手冊(cè)M.科學(xué)技術(shù),19987全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì).全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品精選(1994-1999)Z.:理工大學(xué)，2003審批意見教研室負(fù)責(zé)人：年 月 日備注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份。 I / 20目錄摘要 1 1第 1 章緒論 2 2第 2 章電路原理框圖 3 3第 3 章單元電路工作原理 4 43.1RS 鎖存器 43.1.1用或非門構(gòu)成的 RS 鎖存器 43.1.2用與非門構(gòu)成的 RS 鎖存器 53.1.3鎖存信號(hào)電路 53.2脈沖產(chǎn)生電路 63.2.1脈沖產(chǎn)生電路的選擇 63.2.2脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) 63.3計(jì)數(shù)器電路工

4、作原理與芯片的選擇 73.3.174LS161 芯片介紹 83.3.2利用 74LS161 構(gòu)成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 93.4七段數(shù)字顯示譯碼器 93.4.1七段數(shù)字顯示譯碼器 74LS48 介紹 103.4.2譯碼電路設(shè)計(jì) 113.5顯示器 123.5.1顯示器的選擇 123.5.2顯示電路 13第 4 章電路原理圖 1515總結(jié) 1616參考文獻(xiàn) 1818 1 / 20摘要當(dāng)今社會(huì)數(shù)字顯示的應(yīng)用無處不在，銀行、火車站、娛樂場(chǎng)所等移動(dòng)屏幕的顯示，都是在簡(jiǎn)單的數(shù)字顯示的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。本設(shè)計(jì)是用七段數(shù)字顯示器制作旋轉(zhuǎn)圓盤，該旋轉(zhuǎn)圓盤是娛樂場(chǎng)所的常用工具，能完成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)，主要由七段譯碼器

5、、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和RC環(huán)形振蕩器構(gòu)成。關(guān)鍵詞旋轉(zhuǎn)圓盤；計(jì)數(shù)器；譯碼器；振蕩器 2 / 20第 1 章緒論目前，大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)使得生產(chǎn)效率大大提高，產(chǎn)品產(chǎn)量也隨之提高，對(duì)于產(chǎn)量與相關(guān)信息的計(jì)量也是非常重要的。無論是大型的生產(chǎn)基地還是小型的工廠，產(chǎn)品日產(chǎn)量動(dòng)輒成千上萬(wàn)，傳統(tǒng)的人工計(jì)數(shù)方式存在諸多缺點(diǎn)，早已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代的產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模。在當(dāng)今世界，工業(yè)產(chǎn)品的計(jì)數(shù)自動(dòng)化越來越普與，特別是隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展電子技術(shù)的發(fā)展越來越快了，LED、LCD等光顯示的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，它的適用性與功能的便捷性正在逐漸被人們所利用，在生活、娛樂、工業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)都應(yīng)用到了用LED來顯示計(jì)數(shù)，其產(chǎn)品的多樣性

6、和功能的使用性、強(qiáng)大性越來越強(qiáng)。LED數(shù)碼管燈身與燈罩均為進(jìn)口PC材料或PMMA材料，采用電腦編程控制數(shù)字電路，以高亮度LED作為光源，利用紅、綠、藍(lán)三基色，通過微電腦控制器，多條燈管組合形成夜空中的變色光帶，可實(shí)現(xiàn)彩色漸變、跳變、色彩閃爍、隨機(jī)閃爍、漸變交替、色彩追逐、流水、掃描、滾動(dòng)、圖案編字等各種顏色變化，是一種新型高級(jí)裝飾燈具。它既有霓虹燈的動(dòng)感亮麗，又有日光的柔和，能演化出各種絢麗多彩的燈光顏色，達(dá)到同步七彩、三彩漸變、跳變，流水、追逐、掃描等引種變化效果。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于花園、舞臺(tái)、立交橋護(hù)欄、大樓輪廓、景觀照明、廣告牌等場(chǎng)所以與城市亮化工程等。本設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)圓盤是利用計(jì)數(shù)器和譯碼

7、器芯片制作的計(jì)數(shù)裝置，其工作原理是當(dāng)摁下電路的啟動(dòng)開關(guān)，信號(hào)就由時(shí)鐘脈沖控制電路通過延時(shí)電路把信號(hào)送到振蕩電路中，產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖就會(huì)通過熄滅脈沖控制電路送到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再通過七段譯碼器到LED數(shù)碼管。當(dāng)摁下停止開關(guān)，由于RS鎖存器鎖存信號(hào)，通過延時(shí)電路的延時(shí)作用，計(jì)數(shù)器會(huì)隨機(jī)地停止在某一個(gè)數(shù)字上。本電路主要完成的功能是從 00 計(jì)到 36 然后又復(fù)位開始新一輪循環(huán)。 3 / 20第 2 章電路原理框圖本設(shè)計(jì)使用數(shù)字顯示的電子旋轉(zhuǎn)圓盤電路主要由計(jì)數(shù)器、譯碼器、RC環(huán)形振蕩器、RS鎖存器、LED數(shù)碼管顯示五大部分組成，其原理框圖如圖 2-1 所示。圖 2-1使用數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤框圖當(dāng)摁下電

8、路的啟動(dòng)開關(guān)，信號(hào)就由時(shí)鐘脈沖控制電路通過延時(shí)電路把信號(hào)送到振蕩電路中，產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖就會(huì)通過熄滅脈沖控制電路送到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再通過七段譯碼器到LED數(shù)碼管。當(dāng)摁下停止開關(guān)，由于RS鎖存器鎖存信號(hào)，通過延時(shí)電路的延時(shí)作用，計(jì)數(shù)器會(huì)隨機(jī)地停止在某一個(gè)數(shù)字上。本電路主要完成的功能是從 00 計(jì)到 36 然后又復(fù)位開始新一輪循環(huán)。 4 / 20第 3 章單元電路工作原理3.1RS 鎖存器RS鎖存器在電路中可起到封鎖和存儲(chǔ)輸入觸發(fā)脈沖的作用，有或非門或與非門兩種結(jié)構(gòu)，其作用是一樣的。3.1.1用或非門構(gòu)成的 RS 鎖存器RS鎖存器是用兩個(gè) 2 輸入或非門實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)或非門的其中一個(gè)輸入都被交叉耦

9、合到另一個(gè)或非門的輸出端，而另一個(gè)輸入端提供使鎖存器由一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)的觸發(fā)方式。這種鎖存器邏輯符號(hào)如圖 3-1 所示。圖 3-1由或非門交叉耦合構(gòu)成的 RS 鎖存器其真值表如表 3-1 所示。表 3-1或非門構(gòu)成的 RS 鎖存器的真值表3.1.2用與非門構(gòu)成的 RS 鎖存器用與非門構(gòu)成的RS鎖存器其電路工作原理與或非門電路類似，電路如圖 3-2 所示。 圖 3-2由與非門構(gòu)成的 RS 鎖存器與非門構(gòu)成的RS鎖存器真值表如表 3-2 所示。表 3-2與非門構(gòu)成的 RS 鎖存器真值表SR00010110101100 5 / 20根據(jù)真值表知，當(dāng)輸入S、R同時(shí)為 1 時(shí)，輸出是保持狀態(tài)；當(dāng)輸

10、入S=0、R=1而輸出端Q為邏輯 1 而Q為邏輯 0 時(shí)，鎖存器處于置位狀態(tài)。相反地，當(dāng)輸入S=1、R=0 而輸出端Q為邏輯 0 而Q為邏輯 1 時(shí)，鎖存器處于復(fù)位狀態(tài)；對(duì)于與非結(jié)構(gòu)的RS鎖存器，禁止條件是S=R=0，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致Q=Q=1。因?yàn)楹陀没蚍情T構(gòu)成的RS鎖存器相比，用與非門構(gòu)成的RS鎖存器對(duì)有效的低輸入產(chǎn)生響應(yīng)，所以本設(shè)計(jì)采用的是用與非門構(gòu)成的RS鎖存器來完成電路的功能。3.1.3鎖存信號(hào)電路由與非門構(gòu)成的RS鎖存器在電路中主要是鎖存信號(hào)的功能，其電路如圖 3-3 所示。12374F0012374F00R10kR10kR2.2M+5v+5vGND信信信信信信信信C10.47uGND

11、圖 3-3時(shí)鐘脈沖控制電路當(dāng)按下啟動(dòng)開關(guān)，既給電路了一個(gè)低電平信號(hào)，經(jīng)過RS鎖存器電路輸出一個(gè)高電平信號(hào)，該信號(hào)被送到延時(shí)電路；按下停止開關(guān)后，R端獲得一個(gè)低電平信號(hào)，SR11011010010011信號(hào)到 RC環(huán)形振蕩電路0.47u 6 / 20通過RS鎖存器電路輸出一個(gè)低電平信號(hào)，這時(shí)二極管截止，所以電路沒有信號(hào)輸出。但是LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字不會(huì)立即停止，由于緩沖會(huì)隨機(jī)的停在某個(gè)數(shù)字上。3.2脈沖產(chǎn)生電路3.2.1脈沖產(chǎn)生電路的選擇脈沖產(chǎn)生電路有LC正弦波振蕩電路、555 電路、RC環(huán)形振蕩電路等，LC正弦波振蕩電路與RC橋式正弦波振蕩電路的組成原則在本質(zhì)上是一樣的，只是選頻網(wǎng)絡(luò)采用LC

12、電路。在LC振蕩電路中，當(dāng)f=f0時(shí)，放大電路的放大倍數(shù)數(shù)值最大，而其余頻率的信號(hào)均被衰減到零；引入正反饋后，使反饋電壓作為放大電路的輸入電壓，以維持輸出電壓，從而形成正弦波振蕩。555 集成定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字電路相混合的集成電路。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，用途十分廣泛，可以組成多種波形發(fā)生器、多諧振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、雙穩(wěn)觸發(fā)電路、報(bào)警電路、檢測(cè)電路、頻率變換電路等。但由于RC環(huán)形振蕩器振蕩周期調(diào)節(jié)很方便，價(jià)格低廉，所以本設(shè)計(jì)選用RC環(huán)形振蕩器。3.2.2脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單的環(huán)形振蕩器構(gòu)成十分簡(jiǎn)單，但是并不實(shí)用。因?yàn)榧砷T電路的延遲時(shí)間tpd極短，而且振蕩周期不便調(diào)節(jié)。為了克服上述缺點(diǎn)，

13、可以在簡(jiǎn)單環(huán)形振蕩器電路的基礎(chǔ)上，增加RC延遲環(huán)節(jié)，即可組成如圖 3-3 所示的RC環(huán)形振蕩器。它的電路是由三個(gè)非門環(huán)形連接以確保起振，R、C為定時(shí)元件。RS是限流電阻，為G3的保護(hù)電阻而設(shè)置，其值較小，通常為 100 歐左右。為保證電路正常工作，要求R+RsRoff,否則會(huì)使G3門總處于開啟狀態(tài)，電路不能起振。圖 3-3RC 環(huán)形振蕩電路RC環(huán)形振蕩其的基本原理就是利用電容C的充放電，改變U13的電平（因?yàn)镽S 7 / 20很小，在分析時(shí)往往忽略它）來控制G3周期性的導(dǎo)通和截止，在輸出端產(chǎn)生矩形脈沖。電路的振蕩周期為：T2.2RC改變R、C的值，可以調(diào)節(jié)RC環(huán)形振蕩器的振蕩器的振蕩周期T。但

14、是，R不能選的太大（一般 1 千歐左右） ，否則電路不能正常振蕩。在RC環(huán)形振蕩電路中，周期T定為 2S，電阻R選為 960，根據(jù)振蕩周期公式T2.2RC，可得C=T/2.2R，代入數(shù)據(jù)得C=2S/960=0.002F。3.3計(jì)數(shù)器電路工作原理與芯片的選擇能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器芯片有74LS161、74LS163、74LS160等，其中，74LS161是具有多種功能的集成同步 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它具有計(jì)數(shù)、保持、同步預(yù)置、異步清零功能。74LS163是集成同步 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用的是同步清零方式，當(dāng)Cr為低電平時(shí)，在CP脈沖的上升沿到來時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，Q4Q3Q2Q1=0000。其他邏輯

15、功能、計(jì)數(shù)工作原理與74LS161沒有區(qū)別。74LS160是一個(gè)具有異步清零、同步置數(shù)、可以保持狀態(tài)不變的十進(jìn)制上升沿計(jì)數(shù)器，用 1 片74LS160可以設(shè)計(jì)一個(gè)低于10 進(jìn)制的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS160、74LS161、74LS163的邏輯功能相近，計(jì)數(shù)工作原理、引線排列圖沒有區(qū)別，因此，在許多場(chǎng)合下可以互換。本設(shè)計(jì)選用的是74LS161計(jì)數(shù)器芯片在電路中完成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)功能。3.3.174LS161 芯片介紹74LS161是具有多種功能的集成同步 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它具有計(jì)數(shù)、保持、同步預(yù)置、異步清零功能。其功能如表 3-3 所示。表 3-374LS161 功能表輸入輸出功能CL

16、DPTCPDCBAQDQCQBQA00000異步清零10d3d2d1d0d3d2d1d0同步置數(shù)110保持保持110保持保持1111計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 8 / 2074LS161芯片邏輯符號(hào)如圖 3-4 所示。圖 3-474LS161 的邏輯符號(hào)該計(jì)數(shù)器的端子有清零端RD，使能端EP、ET，置數(shù)端LD，時(shí)鐘輸入端CP，數(shù)據(jù)輸入端P1、P2、P3、P4；計(jì)數(shù)器的狀態(tài)輸出端有Q1Q4,進(jìn)位輸出端有OC。只有當(dāng)使能端ET為高電平，且計(jì)數(shù)狀態(tài)為 1111 時(shí)，進(jìn)位端OC變成 1，從而產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。當(dāng)RD為低電平時(shí)，不管其他輸入狀態(tài)為何種狀態(tài)，都能使計(jì)數(shù)器清零。由于計(jì)數(shù)器清零不受CP控制，故稱為異步清零。由于在本

17、設(shè)計(jì)中計(jì)數(shù)器不需要清零，所以RD端子接的是高電平。在RD=1 的條件下，若LD=0，在CP脈沖上升沿作用下，P1、P2、P3、P4輸入的數(shù)據(jù)將并行置入計(jì)數(shù)器的Q1、Q2、Q3、Q4之中。預(yù)置的數(shù)據(jù)DCBA被并行送到輸出端，此時(shí)Q4Q3Q2Q1=DCBA。由于LD端子有同步并行預(yù)置數(shù)的功能，所以它接的也是高電平。在RD=LD的前提下，電路有兩種保持功能，其一是，當(dāng)EP=0、ET=1 時(shí)，計(jì)數(shù)器將保持各觸發(fā)器狀態(tài)不變，并同時(shí)保持進(jìn)位信號(hào)OC的狀態(tài)不變(OC=Q1Q2Q3Q4ET)；其二是，當(dāng)ET=0 時(shí)，計(jì)數(shù)器保持各觸發(fā)器的狀態(tài)不變。所以EP、ET端子在電路中接的也是高電平。當(dāng)RD=LD=EP=E

18、T=1 時(shí)，電路處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，電路靠CP脈沖上升沿觸發(fā)。進(jìn)位信號(hào)OC是當(dāng)計(jì)數(shù)器為 1111 狀態(tài)時(shí)為 1，其余時(shí)間為 0，其正脈沖寬度等于CP脈沖的一個(gè)周期。3.3.2利用 74LS161 構(gòu)成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)器由于一片74LS161只能計(jì)到 16，而本電路完成的是 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)，所以需要兩片74LS161芯片來完成旋轉(zhuǎn)圓盤電路的計(jì)數(shù)。電路如圖 3-5 所示。1234561112874F30CLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO1574F161ACLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q11

19、4CO1574F161A123U?A74F001274F04GNDGND+5VDCKQQCLPR+5VU?NPNVCCVCCU?NAND信信信RC信信信信信信信信圖 3-537 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 9 / 20圖 3-5 是由兩片十六進(jìn)制計(jì)數(shù)芯片74LS161構(gòu)成的單元電路，它可以完成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)。首先將個(gè)位74LS161的輸出端Q1Q4的輸出Q1和Q4接入與非門輸入端構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后通過個(gè)位Oc進(jìn)位端向十位的74LS161進(jìn)位。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖的到來時(shí)，個(gè)位計(jì)數(shù)器芯片開始從 0000 計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到 1001 時(shí)，通過OC進(jìn)位計(jì)數(shù)端向十位進(jìn)位，這時(shí)，十位計(jì)數(shù)器芯片記為 0001，個(gè)位又從 0000

20、 開始計(jì)數(shù)，開始新一輪的循環(huán)，直到個(gè)位計(jì)到 0111，十位計(jì)到 0011，計(jì)到 36 電路高位和低位全部復(fù)位到全零狀態(tài)。CP時(shí)鐘脈沖端來脈沖又開始新一輪計(jì)數(shù)，當(dāng)按下停止開關(guān)時(shí)，通過延時(shí)電路延遲，緩沖后停止計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的信號(hào)由RC環(huán)形振蕩電路通過非門和與非門輸入，然后它的輸出信號(hào)到七段譯碼器的輸出段，通過譯碼器把信號(hào)送到LED數(shù)碼管。3.4七段數(shù)字顯示譯碼器譯碼器芯片有74LS48、74LS49等，其中74LS48是BCD七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，它驅(qū)動(dòng)的是共陰極數(shù)碼管，使顯示段發(fā)光。而74LS49是BCD七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的是共陽(yáng)極。旋轉(zhuǎn)圓盤電路采用的是共陰極數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管應(yīng)與輸出端為高電

21、平有效的顯示譯碼器配合使用，所以電路選用的譯碼器是74LS48。3.4.1七段數(shù)字顯示譯碼器 74LS48 介紹74LS48芯片是 4 線7 段譯碼器，它的功能是將輸入的 4 位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成顯示器所需要的七個(gè)段信號(hào)ag，它是與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器，真值表見表 3-4，其邏輯符號(hào)如圖 3-6 所示。圖 3-674LS48 的邏輯符號(hào)由于LT為低電平的時(shí)候輸出端顯示的是 1111111，而電路需要輸出端從0000000 顯示到 1110001，所以LT端子在電路中接的是高電平。BI/RBO：一方面可作為消隱輸入端(BI)。當(dāng)該端為低電平時(shí)，不管其他輸入端是何狀態(tài)，輸出端ag為低

22、電平，這可用于使 7 段顯示器熄滅；另一方面，該腳還有第二功能，稱為滅零信號(hào)輸出端（RBO） ，它的作用是用來控制與之相連的下一位顯示器是否需要滅零功能。由于本電路中的數(shù)字顯示不需要消影，所以BI/RBO端子不能接低電平，只能接高電平。滅“0”輸入端：所謂滅“0”就是使“0”不被顯示出來，在LT為RBI1，BI/RBO為 0 的前提下，當(dāng)RBI為 0 時(shí)盡管輸入AD=0000，輸出 10 / 20ag=0000000，但“0”不能顯示出來；但是輸入AD0000 時(shí)，顯示效果不受影響。此功能用于輸入為“0”但又不需要顯示“0”的場(chǎng)合。所以RBI接的是低電平。表 3-474LS48 功能表輸入輸出

23、功能LTRBIDCBABI/RBOabcdefg顯示0110000111111100110001101100001210010111011012310011111110013410100101100114510101110110115610110100111116710111111100007811000111111118911001111100119滅燈0（輸入）0000000滅零10000000000000試燈0111111113.4.2譯碼電路設(shè)計(jì)譯碼電路如圖 3-7 所示，這是由兩片74LS48來驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示器，由于一 11 / 20片74LS48只能完成一位數(shù)的計(jì)數(shù)，而這里需

24、要完成兩位數(shù)的計(jì)數(shù)，所以需要兩片74LS48。它構(gòu)成的單元電路，在電路中實(shí)現(xiàn)譯碼功能。1234561112874HC30BI/RBO4RBI5LT3A7B1C2D6a13b12c11d10e9f15g1474LS48BI/RBO4RBI5LT3A7B1C2D6a13b12c11d10e9f15g1474LS48+5VVCCGNDVCC信信信D信信信信Q信信信圖 3-7譯碼電路用兩片74LS48在電路中實(shí)現(xiàn) 37 進(jìn)制的譯碼功能，AD為輸入端，輸入信號(hào)來自計(jì)數(shù)器的狀態(tài)輸出端Q1Q4，當(dāng)十位的譯碼芯片得知計(jì)數(shù)器計(jì)到 0011 時(shí)，個(gè)位的譯碼芯片得知計(jì)數(shù)器計(jì)到 0111 時(shí)，通過 37 譯碼器把高位

25、和低位都復(fù)位到 0000，因?yàn)?37 譯碼器通過與計(jì)數(shù)器的復(fù)位端相連，所以當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到 37 的時(shí)候計(jì)數(shù)器復(fù)位，從而完成復(fù)位功能。ag為輸出端，高電平有效，與共陰極七段數(shù)字顯示器配合使用，顯示效果由三個(gè)輔助控制端LT、RBI、BI/RBO進(jìn)行控制，其功能如下：連接個(gè)位的74LS48的RBI端子，使RBI端與D觸發(fā)器的Q端連接，因?yàn)镈觸發(fā)器的D端接高電平，所以根據(jù)D觸發(fā)器的功能，使得RBI端輸入高電平，讓個(gè)位的數(shù)字不會(huì)滅“0” ，一直顯示。而連接十位的74LS48的RBI端子接的是低電平，因?yàn)槭恍枰獪纭?” ，只要當(dāng)輸入不為 0，輸出就不會(huì)受影響，會(huì)正常顯示。當(dāng)計(jì)數(shù)從 0 到 36，計(jì)滿 37

26、 時(shí)，由于計(jì)數(shù)器的復(fù)位，使譯碼電路又從 00 開始，然后把信號(hào)送到LED數(shù)碼管，數(shù)碼管又會(huì)從 00 開始顯示。3.5顯示器3.5.1顯示器的選擇在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀的顯示出來，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果；另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。數(shù)字顯示電路通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng) 12 / 20器和顯示器等部分組成。1液晶顯示器件液晶顯示器件（LCD）是一種平板薄型顯示器件，其驅(qū)動(dòng)電壓很低、工作電流極小，與COMS電路結(jié)合起來可以組成微功耗系統(tǒng)，廣泛地用于電子鐘表、電子計(jì)算器、各種儀器和儀表中。液晶是一種既具有液體的

27、流動(dòng)性有具有晶體光學(xué)特性的有機(jī)化合物，它的透明度和顯示的顏色受外加電場(chǎng)的控制。在沒有外電壓且入射光從偏光板的一側(cè)射入時(shí)，光線就成為偏振光，光軸與偏振鏡的軸向一致。偏振光進(jìn)入液晶層后，由于液晶的排列方式使射出液晶層的偏振光光軸已發(fā)生 90 度的旋轉(zhuǎn)，與上板偏振軸向一致，光線得以通過，呈亮點(diǎn)。2LED 數(shù)碼管LED數(shù)字顯示器是專門用來顯示數(shù)字信息的數(shù)字顯示模塊，所顯示數(shù)字的形狀部分配置有發(fā)光二極管，所以可視性非常好。ROHM的LED顯示器有LED數(shù)字顯示器(段式LED)和LED點(diǎn)陣式顯示器兩種，都是用LED構(gòu)成的模塊產(chǎn)品，由于采用了ROHM獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而具有廣視角、高亮度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。LED

28、數(shù)字顯示器是以表面貼裝、高亮度、低功耗、高可靠性作為關(guān)鍵詞開數(shù)碼由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆畫組成，如半導(dǎo)體顯示器。半導(dǎo)體數(shù)碼管BS201A半導(dǎo)體數(shù)碼管是分段式半導(dǎo)體顯示器件，其基本結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，即用發(fā)光二極管（LED）組成字型來來顯示數(shù)字。這種數(shù)碼管的每個(gè)線段都是一個(gè)發(fā)光二極管，因此也稱LED數(shù)碼管或LED七段顯示器。發(fā)出來的；LED點(diǎn)陣式顯示器是以廣視角、高反差作為關(guān)鍵詞開發(fā)出來的。ROHM把這兩種產(chǎn)品作為聯(lián)結(jié)信息與人的接口奉獻(xiàn)給社會(huì)。 由于LED數(shù)字顯示器是專門用來顯示數(shù)字信息的數(shù)字模塊，所以本設(shè)計(jì)選用的是LED數(shù)字顯示器來專門顯示從 00 到 36 的計(jì)數(shù)，它的可視性也非常好。3.

29、5.2顯示電路LED顯示器電路由兩個(gè)共陰極七段數(shù)字顯示器和限流電阻組合而成，其電路如圖 3-8 所示，限流電阻在電路中起保護(hù)作用，以免電流過大而損壞LED數(shù)碼管。由表 3-4 知，當(dāng)譯碼器的輸出端ag=1111110 時(shí)，顯示器顯示為 0；當(dāng)譯碼器的輸出端ag=0110000 時(shí)，顯示器的顯示為 1 等，顯示器通過譯碼器的的輸出控制來顯示相應(yīng)的輸出信息。 13 / 20圖 3-8顯示器電路信號(hào)由譯碼器的輸出端輸入0.91K14 14 / 20第 4 章電路原理圖由以上單元電路可以繪制出數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤電路的總電路原理圖，如圖 4-1 所示，該電路可以完成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)，當(dāng)按下啟動(dòng)開關(guān)時(shí)LE

30、D數(shù)碼管就會(huì)一直不停的跳動(dòng)顯示相應(yīng)數(shù)字 00 到 37；當(dāng)按下停止開關(guān)時(shí)，它就會(huì)隨機(jī)的停在某個(gè)數(shù)字上。1234561112874F30CLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO1574F161ACLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO1574F161ABI/RBO4RBI5LT3A7B1C2D6a13b12c11d10e9f15g1474LS48BI/RBO4RBI5LT3A7B1C2D6a13b12c11d10e9f15g1474LS48123U?A74F001274F0412374

31、F0012374F00R10kR10kR2.2MRS0.1k+5v+5vGNDGND+5VVCCGNDVCCGND信信信信信信信信DCKQQCLPRGND GNDR0.96RS10kC20.002FUO1UO2U13UOG1G2G3C10.47uGND+5V111VCCVCCU?NAND圖 4-1 使用數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤電路原理0.91k14 15 / 20總結(jié)通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了不少東西。理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，而且是必不可少的，通過實(shí)踐對(duì)理論的理解更深刻。我認(rèn)為，在對(duì)于數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤設(shè)計(jì)上有許多來源于和運(yùn)用于生活的。數(shù)字顯示在生活中的應(yīng)用可以說是無處不在，而且許多中電子顯示表盤的原理和數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤的相關(guān)方面有著很大的聯(lián)系和相似之處。我們學(xué)校的實(shí)踐活動(dòng)是較少的了，如果我們可以真正的自己動(dòng)