數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-彩燈循環(huán)顯示控制電路設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ，采用 555 定時(shí)器組成的振蕩器，主要用來(lái)產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)（脈沖信號(hào)） ，因?yàn)槿蝿?wù)要求頻率可調(diào)，則可以選擇使用由 555 定時(shí)器組成的多諧振蕩器。每只數(shù)碼管由 7 條 LED 組成，故稱七段數(shù)碼管。（3）每個(gè)數(shù)字的一次顯示時(shí)間基本相等，這個(gè)時(shí)間在 到 2s 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。計(jì)數(shù)器在時(shí)序電路中應(yīng)用的很廣泛，它不僅可以用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還可用于分頻，定時(shí)，產(chǎn)生節(jié)拍脈沖以及其他時(shí)序信號(hào)。設(shè)計(jì)要求:①打開(kāi)電源時(shí)，控制器可自動(dòng)清零。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)循環(huán)輸出的功能，在設(shè)計(jì)的時(shí)候還用到了一個(gè)移位寄存器，可以利用它的輸出端來(lái)控制四個(gè)計(jì)數(shù)器的工作情況，可以讓四個(gè)計(jì)數(shù)器依次工作，就可以達(dá)到要求的依次循環(huán)輸出數(shù)列。而選用的電路是用 555 定時(shí)器構(gòu)成的，因?yàn)?555 定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，用它組成的多諧振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小，這樣使產(chǎn)生的矩形波更穩(wěn)定。本部分采用的 74LS48 的輸出是高電平有效、驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。電路如圖 7：武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8圖 7 脈沖產(chǎn)生電路 數(shù)列循環(huán)電路的設(shè)計(jì) 這個(gè)電路的作用是為了使自然序列，奇數(shù)序列，偶數(shù)序列，音樂(lè)序列循環(huán)顯示。其序列顯示電路圖如圖 9 圖 9 自然數(shù)列的顯示電路圖 奇序列顯示電路的設(shè)計(jì)0~9 的 BCD 碼分別為0000→0001→0010→0011→0100→0101→0110→0111→1000→1001，通過(guò)觀察可知奇數(shù)武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)101，3，5，7，9 的 8421BCD 碼最后一位都為 1，也就是說(shuō)，我們可以通過(guò) 中所示數(shù)碼管的最低位上接入高電平就能夠使其顯示奇數(shù)列。電路圖中四個(gè) 74LS161 的輸出端口分別與四個(gè)與門相接，然后再將四個(gè)門電路的輸出端分別與數(shù)碼管的輸入端相接。電路有一個(gè)缺點(diǎn)就是不能實(shí)現(xiàn)清零的作用，每次打開(kāi)電源它的起始的數(shù)列是未知的，這點(diǎn)還需要改進(jìn)。不過(guò)我還是學(xué)會(huì)了移位寄存器的很多功能，以及通過(guò)查閱資料也知道了它的很多種典型的電路。實(shí)驗(yàn)而且我很贊同學(xué)校這種利用課程設(shè)計(jì)來(lái)考驗(yàn)我們動(dòng)手能力和動(dòng)腦能力的教學(xué)方式，這樣一方面激發(fā)了我們自主學(xué)習(xí)的興趣，另一方面也鞏固了學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)，可以從實(shí)踐中積累實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，而不是老停留在理論學(xué)習(xí)的階段。這次的課程設(shè)計(jì)讓我懂得了它們?cè)趯?shí)際中的用途，還有我們身邊的很多電路，例如頻率計(jì)、交通燈、數(shù)字鐘……這些都是我們自己可以實(shí)現(xiàn)的，突然感覺(jué)自己學(xué)的東西很有用，我相信這樣就可以激發(fā)我以后的學(xué)習(xí)興趣，這樣有利用今后更好地學(xué)習(xí)。由于 JK 觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 ，將 JK 觸發(fā)器的1nnQJK??J、K 端均接在高電平，則從輸出端 Q 輸出的是二分頻后的時(shí)間脈沖，其時(shí)間間隔為原脈沖的 2 倍。偶數(shù)列顯示電路圖如圖 11武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11圖 11 偶數(shù)序列的顯示電路圖 音樂(lè)數(shù)列顯示電路的設(shè)計(jì)通過(guò)觀察十進(jìn)制數(shù)的 BCD 碼就不難發(fā)現(xiàn)從 0 顯示到 7 這 8 個(gè)十進(jìn)制數(shù)的 BCD 碼的高位均為 0，并且 8 這個(gè)十進(jìn)制數(shù)的 BCD 碼的高位就變成了 1，利用這一點(diǎn)我們就可以將數(shù)碼管的最高位固定接低電平，從而實(shí)現(xiàn)音樂(lè)數(shù)列的顯示。 當(dāng) QA,QB 為“1”,“0”時(shí)，這是譯碼器的輸出端就只有 Y2為 0，接一個(gè)反相器然后再接產(chǎn)生偶數(shù)序列的計(jì)數(shù)器的清零端，這樣就可以實(shí)現(xiàn)只有偶數(shù)序列輸出的功能。其中振蕩電路產(chǎn)生可調(diào)的脈沖信號(hào)，使得每個(gè)數(shù)字的顯示時(shí)間在 到 2s 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；數(shù)列循環(huán)電路使得整個(gè)數(shù)列可以不斷循環(huán)顯示，數(shù)列顯示電路使得最終顯示效果可以按照任務(wù)要求依次顯示自然數(shù)列，奇數(shù)數(shù)列，偶數(shù)數(shù)列，音樂(lè)符號(hào)數(shù)列。 表 1 74LS390 的功能表武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4 表 2 74LS139 的功能表輸入 輸出G B A Y3 Y2 Y1 Y01 1 1 1 10 0 0 1 1 1 00 0 1 1 1 0 10 1 0 1 0 1 10 1 1 0 1 1 1 數(shù)列顯示部分設(shè)計(jì)要求中明確規(guī)定以 LED 數(shù)碼管作為控制器的顯示元件，因此，再搭建實(shí)物過(guò)程中首先要設(shè)計(jì)好數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路， LED 數(shù)碼管是將數(shù)個(gè)條狀發(fā)光二極管共陰極連接，排成 8 字形，而將另一端做控制端輸入 輸出R01 R02 S91 S92 CPA CPB QD QC QB QA1 1 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 00 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 1CP 0 二進(jìn)制計(jì)數(shù)0 CP 五進(jìn)制計(jì)數(shù)CP QA 8421 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)R01 R02=0 S91 S92=0QD CP 5421 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5分別引出而制成。（2）打開(kāi)電源時(shí)，控制器可自動(dòng)清零。時(shí)間安排：第 19 周，安排任務(wù)與理論講解第 1920 周，方案設(shè)計(jì)與仿真第 20 周，完成（答辯，提交報(bào)告，演示） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄摘 要 .............................................................................................................
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