數(shù)列顯示電路的設(shè)計(jì)

1、第 頁沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)（說明書）數(shù)列顯示電路的設(shè)計(jì)班級學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目數(shù)列顯示電路的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求：一、設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)一個數(shù)列顯示電路。二、技術(shù)指標(biāo)用LED數(shù)碼管依次顯示：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然數(shù)列）1、3、5、7、9（奇數(shù)列）0、2、4、6、8（偶數(shù)列）0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音樂字符）2、打開電源電路能自動清零，從自然數(shù)列開始；3、每個數(shù)字顯示時間基本相同，且從0.52S連續(xù)可調(diào)。三、設(shè)計(jì)要求在選擇器件時，應(yīng)考慮成本。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)通過分析計(jì)算確定電路形式和元器件參數(shù)。

2、畫出電路原理圖（元器件標(biāo)準(zhǔn)化，電路圖規(guī)范化）。四、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)技術(shù)指標(biāo)制定實(shí)驗(yàn)方案；驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析。五、推薦參考資料沙占友，李學(xué)芝著中外數(shù)字萬用表電路原理與維修技術(shù)M.北京：人民郵電出版社，1993年童詩白，華成英主編者模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2006戴伏生主編基礎(chǔ)電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐M.北京：國防工業(yè)出版社，2002年譚博學(xué)主編集成電路原理與應(yīng)用M北京：電子工業(yè)出版社，2003年六、按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告成績評定表:序號評定項(xiàng)目評分成績1設(shè)計(jì)方案正確，具有可行性，創(chuàng)新性（15分）2設(shè)計(jì)結(jié)果可信（例如：系統(tǒng)分析、仿真結(jié)果）（15分）3態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)

3、律（15分）4設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)范化、參考文獻(xiàn)充分（不少于5篇）（35分）5答辯（30分）總分最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定）指導(dǎo)教師簽字：年月日一、概述這個數(shù)列顯示電路設(shè)計(jì)，就是通過一個七段數(shù)碼顯示出來。運(yùn)用計(jì)數(shù)器的不同功能和不同接法就可以實(shí)現(xiàn)不同的序列輸出了。為了實(shí)現(xiàn)顯示器能夠按照依次輸出自然序列、奇數(shù)序列、偶數(shù)序列還有音樂序列。為了實(shí)現(xiàn)這個循環(huán)輸出的功能，在設(shè)計(jì)的時候還用到了一個移位寄存器，可以利用它的輸出端來控制四個計(jì)數(shù)器的工作情況，可以讓四個計(jì)數(shù)器依次工作，就可以達(dá)到要求的依次循環(huán)輸出序列。除此之外，還有一個部分就是脈沖的產(chǎn)生基于多諧振蕩器可以產(chǎn)生方波，可以利用它來產(chǎn)生脈沖信

4、號了。而這個多諧振蕩器是采用的555定時器來完成的。整個電路的設(shè)計(jì)就是由這三部分連接在一起組成的。二、方案論證數(shù)列顯示設(shè)計(jì)電路組成框圖如圖1所示，脈沖時鐘信號輸出高低電平，通過四個計(jì)數(shù)器依次計(jì)數(shù)，再由譯碼器譯碼，通過數(shù)碼管顯示出自然序列、奇數(shù)列、偶數(shù)列、音樂序列，序列循環(huán)的顯示由計(jì)數(shù)器來控制，每一個序列循環(huán)完畢后，計(jì)數(shù)器會產(chǎn)生一個進(jìn)位信號，使信號通過計(jì)數(shù)器進(jìn)而使序列循環(huán)起來。奇數(shù)列和偶數(shù)列的循環(huán)為自然序列和音樂序列的二分頻，這樣能做到每一次顯示的時間相同。圖1設(shè)計(jì)電路方框圖三、電路設(shè)計(jì)1.對應(yīng)芯片清零端要讓四個數(shù)列依次循環(huán)則采用一個2線-4線譯碼器和一個四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用譯碼器的輸出依次去控制芯

5、片清零端，再通過一個四進(jìn)制計(jì)數(shù)器去控制譯碼器輸入，使其在四個輸出間不斷循環(huán)，而計(jì)數(shù)器的時鐘脈沖通過每個芯片的進(jìn)位端經(jīng)過一四輸入或門輸出來控制。用到的是芯片74HC390計(jì)數(shù)器和74HC139譯碼管。其電路圖如圖2所示。；二；IJ4072BP_5V吐聳U2A74HC139DW6VVVKITVMHTTL1A74HC390N6V口3BW-0001-0010-0011-0101-0110-0111-1000-1001,其序列顯示電路圖如圖3所示。6*1uovs.亠-hCLRLK.J474HC1G0N_6V圖3自然顯示電路原理圖3奇數(shù)序列顯示電路將奇數(shù)1,3,5,7,9用8421BCD碼分別表示為：00

6、01,0011,0101,0111,1001.可以發(fā)現(xiàn)最后一位都為1,因此在上述十進(jìn)制自然序列的基礎(chǔ)上將數(shù)碼管的最低位接高電平就可以實(shí)現(xiàn)奇數(shù)列了。其序列顯示電路如圖4所示。U16VCC；-泅；U4ENEEHTMi5V*CLK.ECOi壯74HC160N_6V圖4奇數(shù)顯示電路原理圖偶數(shù)序列顯示電路將偶數(shù)0,2,4,6,8用8421BCD碼分別表示為0000,0010,0100,0110,1000.可以發(fā)現(xiàn)最后一位都為0,因此可以在十進(jìn)制自然序列的基礎(chǔ)上將數(shù)碼管的最低位接低電平就可以實(shí)現(xiàn)偶數(shù)序列了。其序列顯示電路圖如圖5所示。VCC;；詼；J4+JTJT+JT-.cmCLK.MHCIGONGV圖5

7、偶數(shù)顯示電路原理圖5.音樂序列顯示電路音樂序列的特點(diǎn)是從0顯示到7后再變?yōu)?,這里可以將數(shù)碼管的最高位固定接低電平就可以實(shí)現(xiàn)了。因?yàn)?4LS160的輸出端只有三個與數(shù)碼管相接，當(dāng)74LS160的輸出為“1000”和“1001”時，由于數(shù)碼管最高位是固定接低電平的，也就是數(shù)碼管的輸入端仍是“0000”，“0001”.這樣數(shù)碼管的顯示就又變成0和1了。其序列顯示電路圖如圖6所示。VCC；5耐；.LDAC.CIKU4A-mAEcDHC個問圖6音樂序列顯示電路圖74LS160D的功能表如表1所示：表174LS160D引腳功能圖CLRLOADENPENTCLKABCDQaQbQcQdRCO0XXXXXX

8、XX000001000POSXXXXABCD*11111POSXXXXCount*1111XXXXXXQa0QB0QC0QD0*111X1XXXXXQa0QB0QC0QD0*16.脈沖信號的產(chǎn)生采用多諧振蕩器，即在接通電源后，就能產(chǎn)生一定頻率和一定幅值矩形波的自激振蕩器。電路圖如圖4所示。7.二分頻電路的設(shè)計(jì)因?yàn)槠?、偶?shù)序列顯示時間間隔是自然序列和音樂序列的2倍，為了實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字時間間隔相等的要求，可以使用二分頻電路，讓自然序列和音樂序列的顯示時間和奇偶電路顯示時間相等。JK觸發(fā)器可以構(gòu)成二分頻電路。將JK觸發(fā)器的J、K端均接在高電平，則從輸出端Q輸出的是二分頻后的事件脈沖，其時間間隔為原脈沖

9、的2倍。JK觸發(fā)器的特性方程為：Q*=JQ+KQ(1)其電路圖如圖8所示。四、性能測試1.脈沖產(chǎn)生電路的仿真圖9脈沖產(chǎn)生電路的仿真2.二分頻電路的仿真嚇波器-XSC2T1T2T2*1:時間90.005ms90.005ms0.000s時基標(biāo)度：110m呂呼X軸位移【格LoW|jbF|B/AAfi反向保存通道A通道B觸發(fā)刻度：5V/Div刻度：5V/Div邊沿:國毛|A|三E丫軸位移【格）：|-1衛(wèi)|丫軸位移（格）：12氷平：o|V通道通道丄1.756V3.000V1.756V3.000V0.000V0.000V外觸岌蠱叵壁I鬲rn直winwirn嗣底圖io二分頻電路的仿真五、結(jié)論參考文獻(xiàn)閻石編.

10、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社.2006年2謝自美主編.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試M.北京：華中理工大學(xué)出版社.2000年孫梅生等編著電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M.高等教育出版社.1989年4譚博學(xué)主編.集成電路原理與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2003年夏路易主編.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程M.北京：兵器工業(yè)出版社，2002年戴伏生主編.基礎(chǔ)電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐M.北京：國防工業(yè)出版社，2002年7薛文，華慧明編.新編實(shí)用電子技術(shù)M.福建：科學(xué)技術(shù)出版社，1999年劉泉主編.數(shù)字信號處理原理與實(shí)現(xiàn)M.北京：電子工業(yè)出版社，2005年沙占友著.中外數(shù)字萬用表電路原理與維修技術(shù)M.北京:人民郵電出

11、版社，1993年康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分M.北京：高等教育出版社，2000年附錄I總電路圖VCC5.0VLU3A13Ji1心2U161PR1J1Q1QGND74HC113D6V141317TT34514T312TT8A072BP5VI072BP5VR11kQCT-VCC2g5pF3456i7109二1RSTOUTDISTHRTRICONNDAQABQBCQCDQDENPRCOENTLOADCLRCLKU4152U12A74HC05N6V45670123YYYY1111555VIRTUALGND10-J-J心rWAQABQBCQCDQDVENPRCOENTLOADCLRCLKU51523VCC4565.0VU2A74HC139DW_6VAQABQBCQCDQDENPRCOENTLOADCLRCLKU61529114131211710U14A74HC05N_6VI1U17A4072BP_5V圖11總電路設(shè)計(jì)圖A!U072Bp_5vVCC5.0AQABQBCQCDQDENPRCOENTLOADCLRCLKU71523456917101413121174HC160N6VU15A74HC05N_6VRLclANIIBNIIAQBQCQDQ丄丄丄丄U1A74卜C390N_6V附錄II元器件清單序號編號名稱