使用數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電路畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）設(shè)計(jì)(論文)題目: 使用數(shù)字顯示的 旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電路設(shè)計(jì) 專 業(yè): 通信技術(shù) 班 級(jí): 通技 06-2_ 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué) 生姓 名學(xué)號(hào)班級(jí)通技06-2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(pán)電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名職 稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式備 注工程師四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子系高級(jí)工程師四川九洲電子科技股份有限公司設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)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(pán)電路。要求電路具有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和停止開(kāi)關(guān)，摁下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)；在摁下停止開(kāi)關(guān)后，計(jì)

2、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(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字的選取。（2）設(shè)計(jì)要求畫(huà)出電路原理圖（或仿真電路圖） ；元器件及參數(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(wèn)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(shū)寫(xiě)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.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20022謝嘉奎.電子線路.第 4 版.北京：高等教育出版社，19993鄭應(yīng)光.模擬電子線路（一）.南京：東南

3、大學(xué)出版社，2005.14李哲英等.實(shí)用電子線路設(shè)計(jì)m.北京:電子工業(yè)出版社,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.北京:電子工業(yè)出版社,19986上海電器科學(xué)研究所.實(shí)用電子元器件手冊(cè)m.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,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.北京:北京理工大學(xué)出版社，2003審批意見(jiàn)教研室負(fù)責(zé)人：年 月 日備注：任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)i目錄摘要 .1第 1 章緒論 .2第 2 章電路原理框圖 .3第 3 章單元電路工作原理 .43.

4、1rs 鎖存器 .43.1.1用或非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器 .43.1.2用與非門(mén)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)器電路工作原理及芯片的選擇.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 .15總結(jié) .16參考文獻(xiàn)

5、.18四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 1 頁(yè)共 18 頁(yè)摘要當(dāng)今社會(huì)數(shù)字顯示的應(yīng)用無(wú)處不在，銀行、火車站、娛樂(lè)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(lái)的。本設(shè)計(jì)是用七段數(shù)字顯示器制作旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，該旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)是娛樂(lè)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、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(pán)；計(jì)數(shù)器；譯碼器；振蕩器四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 2 頁(yè)共 18 頁(yè)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)量及相關(guān)信息的計(jì)量也是非常重要的。無(wú)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)

6、，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(lái)越普及，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(lái)越快了，led、lcd 等光顯示的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，它的適用性及功能的便捷性正在逐漸被人們所利用，在生活、娛樂(lè)、工業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)都應(yīng)用到了用 led 來(lái)顯示計(jì)數(shù)，其產(chǎn)品的多樣性和功能的使用性、強(qiáng)大性越來(lái)越強(qiáng)。led 數(shù)碼管燈身及燈罩均為進(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(guò)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)

7、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)所以及城市亮化工程等。本設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)是利用計(jì)數(shù)器和譯碼器芯片制作的計(jì)數(shù)裝置，其工作原理是當(dāng)摁下電路的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，信號(hào)就由時(shí)鐘脈沖控制電路通過(guò)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(guò)熄滅脈沖控制電路送到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再通過(guò)七段譯碼器到 led 數(shù)碼管。當(dāng)摁下停止開(kāi)關(guān)，由于 rs 鎖存器鎖

8、存信號(hào)，通過(guò)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(kāi)始新一輪循環(huán)。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 3 頁(yè)共 18 頁(yè)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(pán)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(pán)框圖當(dāng)摁下電路的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，信號(hào)就由時(shí)鐘脈沖控制電路通過(guò)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(guò)熄滅脈沖控制電路送到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后再通過(guò)七段譯碼器到 led 數(shù)碼管。當(dāng)摁下停止開(kāi)關(guān)，由于

9、rs 鎖存器鎖存信號(hào)，通過(guò)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(kāi)始新一輪循環(huán)。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 4 頁(yè)共 18 頁(yè)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(mén)或與非門(mén)兩種結(jié)構(gòu)，其作用是一樣的。3.1.1用或非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器rs 鎖存器是用兩個(gè) 2 輸入或非門(mén)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)或非門(mén)的其中一個(gè)輸入都被交叉耦合到另一個(gè)或非門(mén)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

10、由或非門(mén)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(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器的真值表3.1.2用與非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器用與非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器其電路工作原理與或非門(mén)電路類似，電路如圖 3-2 所sr00010110101100四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 5 頁(yè)共 18 頁(yè)示。 圖 3-2由與非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器與非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器真值表如表 3-2 所示。表 3-2與非門(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器真值表根據(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)

11、。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(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器相比，用與非門(mén)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(mén)構(gòu)成的 rs 鎖存器來(lái)完成電路的功能。3.1.3鎖存信號(hào)電路由與非門(mén)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。sr11011010010011四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 6 頁(yè)共 18 頁(yè)12374f0012374f00r10kr10kr2.2m+5v+5vg

12、nd信信信信信信信信c10.47ugnd圖 3-3時(shí)鐘脈沖控制電路當(dāng)按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，既給電路了一個(gè)低電平信號(hào)，經(jīng)過(guò) 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(kāi)關(guān)后，r 端獲得一個(gè)低電平信號(hào)，通過(guò) 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(méi)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)上是相同的，只是選頻網(wǎng)絡(luò)采用 lc 電路。在

13、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(mén)電路的延遲時(shí)信號(hào)到 rc環(huán)形振蕩電路0.47u四川信息職業(yè)技術(shù)

14、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 7 頁(yè)共 18 頁(yè)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)，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(mén)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(mén)總處于開(kāi)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)閞s 很小，在分析時(shí)往往忽略它）來(lái)控制 g3周期性的導(dǎo)通和截止，在

15、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)器電路工作原理及芯片的選擇能夠?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。74ls16

16、3 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(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，q4q3q2q1=0000。其他邏輯功能、計(jì)數(shù)工作原理與 74ls161 沒(méi)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(méi)有區(qū)四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 8 頁(yè)共 18 頁(yè)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

17、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cldptcpdcbaqdqcqbqa00000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)74ls161 芯片邏輯符號(hào)如圖 3-4 所示。clr1clk2p13p24p35p46pe7ld9te10q411q312q213q114co1574f161a圖 3-474ls161 的邏輯符號(hào)該計(jì)數(shù)器的端子有清零端rd，使

18、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)四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 9

19、頁(yè)共 18 頁(yè)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=et=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

20、。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(lái)完成旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電路的計(jì)數(shù)。電路如圖 3-5 所示。1234561112874f30clr1clk2p13p24p35p46pe7ld9te10q411q312q213q114co1574f161aclr1clk2p13p24p35p46pe7ld9te10q411q312q213q114co1574f161a123u?a74f001274f04gndgnd+5vdckqqclpr+5vu?npnvccvccu?nand信信信rc信

21、信信信信信信信圖 3-537 進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖 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(mén)輸入端構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后通過(guò)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(lái)時(shí)，個(gè)位計(jì)數(shù)器芯片開(kāi)始從 0000 計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到 1001 時(shí)，通過(guò) 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 開(kāi)始計(jì)數(shù)，開(kāi)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

22、來(lái)脈沖又開(kāi)始新一輪計(jì)數(shù)，當(dāng)按下停止開(kāi)關(guān)時(shí)，通過(guò)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(guò)非門(mén)和與非門(mén)輸入，然后它的輸出信號(hào)到七段譯碼器的輸出段，通過(guò)譯碼器把信號(hào)送到 led數(shù)碼管。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 10 頁(yè)共 18 頁(yè)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(pán)電路采用的是共陰極數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管應(yīng)與輸出端為高電平有效的顯示譯碼器配合使用，所以電路選用的譯碼器是

23、 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(jiàn)表 3-4，其邏輯符號(hào)如圖 3-6 所示。bi/rbo4rbi5lt3a7b1c2d6a13b12c11d10e9f15g1474ls48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

24、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(lái)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(lái)，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ag=0000000，但“0”不能顯示出來(lái)；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

25、電平。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 11 頁(yè)共 18 頁(yè)表 3-474ls48 功能表輸入輸出功能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

26、74ls48 來(lái)驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管顯示器，由于一片 74ls48 只能完成一位數(shù)的計(jì)數(shù)，而這里需要完成兩位數(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。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 12 頁(yè)共 18 頁(yè)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

27、輸入端，輸入信號(hào)來(lái)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(guò) 37 譯碼器把高位和低位都復(fù)位到 0000，因?yàn)?37 譯碼器通過(guò)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)?d 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

28、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 時(shí)，由于計(jì)數(shù)器的復(fù)位，使譯碼電路又從 00 開(kāi)始，然后把信號(hào)送到led 數(shù)碼管，數(shù)碼管又會(huì)從 00 開(kāi)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(lái)，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)器和顯示器等部分組成。1液晶顯示器件四川信息職業(yè)技

29、術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 13 頁(yè)共 18 頁(yè)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(lái)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(méi)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(guò)，呈亮點(diǎn)。2led 數(shù)碼管led 數(shù)字顯示器是專門(mén)用來(lái)顯示數(shù)字信息的數(shù)字顯示模塊，

30、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 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(kāi)數(shù)碼由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆畫(huà)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(lái)來(lái)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

31、顯示器。發(fā)出來(lái)的；led 點(diǎn)陣式顯示器是以廣視角、高反差作為關(guān)鍵詞開(kāi)發(fā)出來(lái)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(mén)用來(lái)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(lái)專門(mén)顯示從 00 到 36 的計(jì)數(shù)，它的可視性也非常好。3.5.2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(guò)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

32、 1 等，顯示器通過(guò)譯碼器的的輸出控制來(lái)顯示相應(yīng)的輸出信息。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 14 頁(yè)共 18 頁(yè)gnd gnd圖 3-8顯示器電路信號(hào)由譯碼器的輸出端輸入0.91k14四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 15 頁(yè)共 18 頁(yè)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(pán)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(kāi)關(guān)時(shí) led 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(kāi)關(guān)時(shí)，它就會(huì)隨機(jī)的停在某個(gè)數(shù)字上。1234561112874f30clr1clk2p13p24p35p46pe7ld9te10q

33、411q312q213q114co1574f161aclr1clk2p13p24p35p46pe7ld9te10q411q312q213q114co1574f161abi/rbo4rbi5lt3a7b1c2d6a13b12c11d10e9f15g1474ls48bi/rbo4rbi5lt3a7b1c2d6a13b12c11d10e9f15g1474ls48123u?a74f001274f0412374f0012374f00r10kr10kr2.2mrs0.1k+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(pán)電路原理0.91k14四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 16 頁(yè)共 18 頁(yè)總結(jié)通過(guò)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(guò)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(pán)設(shè)計(jì)上有許多來(lái)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(shuō)是無(wú)處不在，而且許多中電子顯示表盤(pán)的原理和數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)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