《電子設計基礎》課程設計數(shù)字顯示電路

1、 電子設計基礎 課程設計設計題目：數(shù)字顯示電路學生班級：通信0904學生學號：20096152學生姓名：劉明指導老師：劉春梅時間： 2011.6西南科技大學信息工程學院一. 設計題目用數(shù)字電路設計一個數(shù)字顯示電路。二. 設計要求與內容1. 用編碼器、譯碼器、按鍵、七段顯示器設計一個數(shù)字顯示電路，按下09中的一個數(shù)字鍵，要求該顯示電路能夠在數(shù)碼管上顯示出對應的數(shù)字，按下第二個按鍵，個位數(shù)左移至十位，個位顯示顯示第二次按鍵值。2. PCB繪制要求：線寬0.5mm，焊盤內徑0.4mm，外徑0.7mm。三. 設計目的1. 掌握數(shù)字電路的設計方法，運用集成芯片完成電路的設計。2. 掌握multisim軟

2、件的使用，能運用multisim進行電路仿真。3. 掌握protel軟件的使用，能用protel畫原理圖以及繪制PCB電路板四設計原理1. 題目分析要求要用氣短顯示器顯示數(shù)字，則需要編碼器和譯碼器，又要顯示十位數(shù)字，且要慢一位，就需要寄存器使之存儲上一個狀態(tài)。0-9信號的輸入 2.電路框圖7段顯示器顯示個位數(shù)字4511譯碼器74147編碼器移位寄存器4511譯碼器7段顯示器顯示十位數(shù)字3.主要器件介紹（1）74147編碼器10線-4線優(yōu)先編碼器74147,74147優(yōu)先編碼器的功能表如圖：分析功能表可知：A.輸入信號IN1-IN9的編碼有效電平是低電平。B.輸出是反碼形式的8421BCD碼。C

3、.輸入信號IN9的優(yōu)先級最高，IN8次之，其余類推。（2）4511譯碼器4511是一個用于驅動共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，特點：具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域寗覮ED顯示器。功能表如下：（3）74LS194移位寄存器74LS194是4位雙向移位寄存器, 74LS194的最高時鐘脈沖為36MHZ，其邏輯符號及引腳排列如下圖：圖1.SN74LS194D管腳圖其中：D0D1為并行輸入端；Q0Q3為并行輸出端；SR右移串行輸入端；SL左移串行輸入端；S1、S0操作模式控制端；為直接無條件清零端；CP為時鐘脈沖

4、輸入端。SN74LS194D功能表（4）74LS175寄存器邏輯符號如圖：其中，RD是異步清零端，即當RD=0時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何（包括是中脈沖CP），寄存器輸出將直接置零。在寄存器中存儲數(shù)據之前，必須先將寄存器清零，否則有可能出錯。D0、D1、D2、D3為并行數(shù)據輸入端，Q0、Q1、Q2、Q3為并行輸出端，當然相應的反腳也可以為輸出端。功能表如圖：五總仿真電路所用器件：單刀單置開關10個，1K電阻10個，74LS11兩塊，74LS04一塊，74LS194一塊，74LS175一塊，4511兩塊，七段顯示器兩塊，74LS20一塊，導線若干。運用multisim化的仿真電路如圖六仿真結果1

5、.在沒有輸入時，兩個顯示器什么也不顯示，按下第一個按鍵“5”后，個位顯示數(shù)字“5”，十位顯示“0”；3. 第二次按下數(shù)字“9”，個位顯示“9”，十位顯示“5”；3.以此類推，個位顯示當前數(shù)字，十位顯示上一次的數(shù)字。七PCB板繪制1.原理圖繪制（1）根據仿真電路圖繪制原理圖。（2）用相應適當?shù)男吞柗庋b各元件（特別注意在單刀雙擲開關的封裝時要運用SIP3），電源用一個雙口網絡封裝。（3）生成網絡表。用protel繪制的原理圖如下：2. PCB板圖繪制（1） 確定坐標原點，規(guī)劃好PCB板的邊界以及對換單位為mm,將生成的網絡表導入規(guī)劃好的PCB板框中。（2） 處理網絡宏錯誤。（3） 手動布局，布線。

6、（4） 利用設計規(guī)則檢查電路板。（5） 打印預覽，導出各層布線。 （1）PCB板的底層布線如圖 （2）PCB板的頂層布線如圖 （3）PCB板絲印層布線如圖 （4）PCB板全局布線如圖 （5）3D如圖所示：八電路總結1. 本次試驗用到的74147是九輸入的，而試驗要求輸入0-9這十個數(shù)字，所以選擇用“0”來控制4511的顯示功能，即當沒有數(shù)字輸入時顯示器什么也不顯示，方法是：用十個輸入端通過與非門后來控制4511的BI端。2. 七段顯示器的使用時，要注意所用的是共陰極還是共陽極的。3. 74LS175的CP端用十輸入與非后再進行一次非門來控制。4. 74147四輸出端要經過非門后連接4511的輸

7、入端，否則低電平變高電平，與結果相差甚遠。此次課程設計主要運用了數(shù)電的知識，運用multisim仿真軟件以及protel完成實踐設計，這次設計讓我體會了理論設計到實際生產的具體流程都是在理論的支撐下，培養(yǎng)了我獨立思考解決問題的能力，理解到了理論與實際的緊密聯(lián)系，理論指導實踐，實踐可以驗證理論，俗話說實踐是檢驗真理的唯一標準，只有更好的掌握理論知識才能更好的完成實踐設計，同時在本次課程設計中我也發(fā)現(xiàn)了自身很多不足之處，理論知識只是一個支撐，在實際解決問題中還可能出現(xiàn)很多問題，但是經過自己翻查資料與請教他人，問題都得到了解決，提高了我們獨立思考問題與解決問題的能力，與同學交流經驗，也拉近了我們之間

8、的距離。作為一個當代大學生在學好理論知識的同時更加要培養(yǎng)自己的實際操作動手能力，畢竟社會上需要的不僅僅是只知道理論，不知道實際動手操作的人，是理論與實踐相結合的社會知識分子，課程設計正好鍛煉培養(yǎng)了我們這方面的能力，課程設計是對理論知識的鞏固與加強，課本上的知識繁雜，冗多，平時的課堂學習并不能完全理解跟掌握，但是課程設計中我們在運用中發(fā)現(xiàn)自己的不足后會迅速的去彌補自己知識缺陷，本次設計中我了解了很多以前不知道的元器件的功能，以及在電路設計中的運用，同時也更加熟悉了multisim仿真軟件與protel軟件的運用，在學習中要虛心求教，遇到問題要想辦法解決，在我們解決問題的過程中，我們會收獲很多知識，不斷的提升自己的能力，作為一個大學生，不僅要學好理論知識，更要在此基礎上結合實踐更好的去理解理論知識，只有理論與實踐相結合，才能更好的掌握，最大限度的提高自己解決問題的能力，這次設計讓我收獲很多，自