單按鍵計(jì)數(shù)器和數(shù)碼管顯示電路

1、 單按鍵計(jì)數(shù)器和數(shù)碼管顯示電路一 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求（A題）項(xiàng)目編號(hào) B 項(xiàng)目名稱 單按鍵計(jì)數(shù)器和數(shù)碼管顯示電路 項(xiàng)目組數(shù) 35 每組人數(shù) 5 項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)間 2012-11-26 9:33:00 項(xiàng)目截至?xí)r間 2013-3-8 9:33:00 截至報(bào)名時(shí)間： 2012-12-28 17:00:00 開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)室 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室3 項(xiàng)目要求 利用按鍵產(chǎn)生單次時(shí)鐘，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)器電路實(shí)現(xiàn)模10的計(jì)數(shù)，產(chǎn)生相應(yīng)的編碼，將該數(shù)值通過(guò)譯碼器輸出到集成譯碼電路上顯示數(shù)碼09。該譯碼器需自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。用集成譯碼電路的“DP”段作為電源上電指示。計(jì)數(shù)器有復(fù)位清零按鍵。集成譯碼電路采用共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，如下圖：可以參考教材中計(jì)數(shù)

2、器的設(shè)計(jì)原理、數(shù)碼管的基本電路，在此基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)按鍵、LED顯示等，實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼管顯示。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：（1） 按照功能要求，自行設(shè)計(jì)譯碼器電路、電源指示、按鍵和數(shù)碼管顯示電路等。（2） 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、功能完整、安裝整潔、使用安全、測(cè)試方便。（3） 優(yōu)先選用本教材所涉及的集成電路。（4） 團(tuán)隊(duì)分工合作情況。考核知識(shí)點(diǎn)：(1) 邏輯設(shè)計(jì)和分析，卡諾圖化簡(jiǎn)、集成電路電器特性；(2) 同步、異步計(jì)數(shù)器的使用；(3) 譯碼器分析，組合邏輯電路設(shè)計(jì)。項(xiàng)目介紹 本項(xiàng)目緊密結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，又可以充分發(fā)揮同學(xué)的自主設(shè)計(jì)的興趣。請(qǐng)參照設(shè)計(jì)要求，達(dá)到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，可以自由發(fā)揮，完成書面報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)室提供基本材料：1

3、、共陰數(shù)碼管2、74ls00 74ls1633、CD45114、單刀雙擲開(kāi)關(guān)幾個(gè)5、導(dǎo)線若干，電阻若干二 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1、簡(jiǎn)述元件特性及原理數(shù)碼管共陰數(shù)碼管工作原理:3、8號(hào)角接地，其余管腳接高電平時(shí)，二極管發(fā)光。LED發(fā)光二極管 發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管。限流電阻計(jì)算公式： R=（EUF）/IF 式中E為電源電壓，UF為L(zhǎng)ED的正向壓降，IF為L(zhǎng)ED的一般工作電流。CD4511CD4511工作原理：CD4511是BCD共陰7段譯碼器。當(dāng)VDD、BI、LI接高電平，VSS、LE/S

4、TROBE接地，D、C、B、A端接入模十信號(hào)，權(quán)位從D到A由高到低。9到15號(hào)端分別代表e d c b a g f，對(duì)應(yīng)的與數(shù)碼管的abcdefg管腳連接，便能正常工作，將模十BCD信號(hào)譯碼，使數(shù)碼管顯示模十信號(hào)的十進(jìn)制數(shù)字。74ls163工作原理：74ls163是4位二進(jìn)制同步可預(yù)置計(jì)數(shù)器當(dāng)16號(hào)端口接高電平，8號(hào)端口接地時(shí)正常工作。當(dāng)1、7、9、10號(hào)端口接入高電平，芯片計(jì)數(shù)，從11、12、13、14號(hào)端口輸出。當(dāng)1號(hào)端口為低電平時(shí)，輸出為0.2號(hào)端接入脈沖信號(hào)，每接入一個(gè)脈沖信號(hào)，記一次數(shù)。2、電路設(shè)計(jì)原理 一 利用74ls00制作的RS觸發(fā)器產(chǎn)生開(kāi)關(guān)消抖動(dòng)電路，進(jìn)而產(chǎn)生CP脈沖。電路如

5、圖所示二 利用74ls163生成模十計(jì)數(shù)器，電路圖如圖所示其中單刀雙擲開(kāi)關(guān)接LOAD用來(lái)置零，接高電壓時(shí)計(jì)數(shù)，接地電壓時(shí)置零。圖中CP信號(hào)源由消抖動(dòng)信號(hào)源產(chǎn)生。三 通過(guò)CD4511將模十信號(hào)輸入進(jìn)行譯碼，輸出連接共陰數(shù)碼管，電路如圖為防止數(shù)碼管中的發(fā)光二極管因電壓過(guò)大燒壞，在與CD4511之間接入電阻分壓。四 總體電路圖為下圖三、電路調(diào)試說(shuō)明在電路調(diào)試過(guò)程中，開(kāi)關(guān)消抖動(dòng)最難完成。一開(kāi)始使用RC電路濾除雜波，但實(shí)際過(guò)程中效果不明顯，數(shù)碼管的數(shù)字時(shí)鐘工作不正常，并不是依次計(jì)數(shù)。后經(jīng)多次改變電容、電阻，仍無(wú)太大成效。后來(lái)采用RS觸發(fā)器制成消抖動(dòng)電路，立即成效。比較兩種電路，RS觸發(fā)器制成消抖動(dòng)電路需要1個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與1個(gè)74ls00，而RC電路需要1個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)和2個(gè)電阻，1個(gè)電容。相比RS成本較高。除了消抖動(dòng)電路外，還發(fā)現(xiàn)在調(diào)試時(shí)忘記焊接74ls00的正負(fù)電源電線，以致數(shù)碼管無(wú)法正常工作，并在檢查電路時(shí)因74ls00為整個(gè)電路中最簡(jiǎn)單部分而多次忽略。四、實(shí)驗(yàn)心得在制作電路板時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查是否漏焊，虛焊。調(diào)試時(shí)不應(yīng)遺漏任何一點(diǎn)細(xì)節(jié)，任何細(xì)節(jié)都有可能是問(wèn)題的結(jié)癥所在。設(shè)計(jì)方案應(yīng)設(shè)