數(shù)電課程設計報告--兩位十進制計數(shù)顯示器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設計報告</p><p>　　題 目：兩位十進制計數(shù)顯示器</p><p>　　院 系 信息工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 通信工程 </p><p>　　學 號 </p><p>　　學生姓名

2、 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　報告日期 2013年4月 </p><p><b>　　1、設計任務與要求</b></p><p>　　本設計主要采用芯片有555定時器、74LS162計數(shù)器、74LS48七段字形譯碼器，以及七段LED數(shù)碼管。能過以上元器

3、件的組合，構成一個兩位十進制計數(shù)顯示器，實現(xiàn)循環(huán)依序顯示0~99的數(shù)字。</p><p>　　要求每位同學獨立設計電路原理圖，制作PCB電路板并印制上自己的學號。</p><p><b>　　2、電路設計</b></p><p>　　2.1、電路組成框圖</p><p><b>　　圖1 電路組成框圖</

4、b></p><p>　　本設計的電路組成框圖如圖1所示。電路的基本工作原理：首先通過波形產(chǎn)生電路產(chǎn)生—方波脈沖作為時鐘信號，將此信號輸入到計數(shù)電路中，編譯成—4位十進制信號輸出，經(jīng)顯示驅動電路譯碼—7位輸出信號驅動七段LED顯示器，使其從0~9循環(huán)顯示字形。</p><p>　　2.2、電路總原理圖</p><p>　　圖2 電路總原理圖</p>

5、;<p>　　電路總原理圖主要有波形產(chǎn)生模塊、計數(shù)模塊、驅動顯示模塊及顯示模塊組成。如圖所示，波形產(chǎn)生模塊通過555產(chǎn)生周期為1.023s的方波，周期的大小是由R1、R2、C2決定，然后通過74LS162進行計數(shù)再由驅動電路驅動顯示兩位十進制計數(shù)器。</p><p>　　2.3、各模塊工作原理</p><p>　　2.3.1波形產(chǎn)生電路</p><p>

6、;　　表1 555定時邏輯功能表</p><p>　　圖3 555定時器內(nèi)部結構</p><p>　　圖4 555波形產(chǎn)生電路</p><p>　　如圖所示。波形產(chǎn)生如555定時器構成，555構成多諧振蕩電路工作原理如下：</p><p>　　接通電源后，電源VDD通過R1和R2對電容C2充電，當Uc<1/3VDD時，振蕩器輸出Vo

7、=1，放電管截止。當Uc充電到≥2/3VDD后，振蕩器輸出Vo翻轉成0，此時放電管導通，使放電端(DIS)接地，電容C通過R2對地放電，使Uc下降。當Uc下降到≤1/3VDD后，振蕩器輸出Vo又翻轉成1，此時放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過R1和R2又對電容C2充電，又使Uc從1/3VDD上升到2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉，如此周而復始，從而在輸出端Vo得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度TL≈0.7R2C2由電

8、容C2放電時間決定，TH=0.7(R1+R2)C2，由電容C2充電時間決定，脈沖周期T≈TH+TL。 </p><p>　　參數(shù)計算：充電時間: TH=0.69(R1+R2)*C2=0.523s</p><p>　　放電時間: TL=0.69*R2*C2=0.500s</p><p>　　震蕩周期: T=TH+TL=1.023s</p><p&

9、gt;<b>　　仿真波形：</b></p><p><b>　　圖5 仿真波形圖</b></p><p>　　2.3.2、計數(shù)器電路</p><p>　　表2 74LS162功能表

10、 </p><p>　　圖6 74LS162管腳圖 </p><p>　　本實驗的計數(shù)電路由兩個74LS162構成。74LS162是十進制同步計數(shù)器，功能表如上圖所示，當清零端SR為低電平時，在時鐘上升沿作用下實現(xiàn)同步清零。當置數(shù)端PE為低電平時，在時鐘上升沿作用下實現(xiàn)同步置數(shù)。SR,PE為高電平，C

11、EP或CET為低電平時，保持結果。當CEP、CET、PE、SR同時為高電平時，在時鐘上升沿作用下Q0—Q3輸出計數(shù)結果。當計數(shù)器計到9時進位輸出端TC輸出高電平。時鐘信號分別輸入到兩個74LS162芯片的2腳分別產(chǎn)生個位與十位計數(shù)計數(shù)。個位74LS162，使CEP、CET(狀態(tài)控制端)、PE(置數(shù)端)、SR(清零端)接高電平,使之計數(shù):而十位的74LS162與個位共用相同的時鐘，PE、SR高電平，CET,CTP接個位的進位信號TC。當個

12、位的TC進位信號來的時候，使CEP、CET變高電平，CLK到來的時候，可實現(xiàn)進位數(shù)，沒有進位的時候保持，輸出端接譯碼電路。</p><p>　　2.3.3顯示驅動電路</p><p>　　顯示驅動電路由兩個74LS48譯碼器和14個上拉電阻組成。74ls48的功能表如下：</p><p>　　表3 74LS48真值表</p><p>　　74

13、LS48是共陰數(shù)碼管譯碼器。個位和十位的74LS48的燈LT(測試端)、RIB(滅零端)、BI/RBO(動態(tài)輸出端)均接高電平，實現(xiàn)正常譯碼。設計時輸出端接上上拉電阻，以增加共陰數(shù)碼管的亮度。</p><p><b>　　2.4、PCB圖</b></p><p><b>　　圖7 PCB圖</b></p><p><

14、;b>　　3、焊接調試記錄</b></p><p>　　根據(jù)以上原理圖制好板后，開始焊接，焊好后開始調試，第一次調試時發(fā)現(xiàn)電路有時候不能正常工作，用手感受芯片的溫度沒有發(fā)燙，所以排除芯片短路的可能，后來發(fā)現(xiàn)有時用力壓壓電路板又能正常工作，故懷疑是虛焊造成的，用萬用表對所有的焊接點進行測試后發(fā)現(xiàn)沒有虛焊點，有時能正常工作說明芯片的連接電路沒有問題，判斷可能是某個原件損壞，最后一個個排查后發(fā)現(xiàn)555

15、定時器芯片的外接電路的電容接觸不良，更換電容后電路的所有功能都能正常實現(xiàn)，焊接調試結束。</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　在這次的兩位十進制計數(shù)顯示器過程中，更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設計，但通過這次課程設

16、計我們了解了課程設計的一般步驟，和設計中應注意的問題。設計本身并不是有很重要的意義，而是對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。設計的過程，設計的思想和設計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現(xiàn)的。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應該注意那些要點等等這些環(huán)節(jié)都要求我們不能馬虎對待，只有認真做好每個環(huán)節(jié)才能讓我們學到更多掌握得更好。</p><p><b>　　參考文獻</b>&

17、lt;/p><p>　　[1]李瀚蓀. 簡明電路分析基礎[M].北京高等教育出版社.2002 </p><p>　　[2]徐秀平. 數(shù)字電路與邏輯設計[M].北京電子工業(yè)出版社.2010 </p><p>　　[3]廖惜春. 模擬電子技術基礎[M].武漢華中科技大學出版.2008 </p><p>　　[4]閻石. 數(shù)字電子技術基礎[