使用數(shù)字顯示的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電路設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-17 20:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T/，代入數(shù)據(jù)得 C=2S/960? =。 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 74LS16 74LS16 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。 74LS163 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、 74LS16 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)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)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) 器芯片在電路中完成 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)功能。 74LS161 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 33 所示。 表 33 74LS161 功能表 輸入 輸出 功能 C LD P T CP D C B A QDQCQBQA 0 ? ? ? ? ? ? ? ? 0000 異步清零 1 0 ? ? ? d3 d2 d1 d0 d3d2d1d0 同步置數(shù) 1 1 0 ? ? ? ? ? ? 保持 保持 1 1 ? 0 ? ? ? ? ? 保持 保持 1 1 1 1 ? ? ? ? ? 計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù) 74LS161 芯片 邏輯符號(hào)如圖 34 所示。 C L R1C L K2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO157 4 F 1 6 1 A 圖 34 74LS161 的邏輯符號(hào) 該計(jì)數(shù)器的端子有清零端 RD ，使 能端 EP、 ET，置數(shù)端 LD ，時(shí)鐘輸入端 CP，數(shù)據(jù)輸入端 P P P P4；計(jì)數(shù)器的狀態(tài)輸出端有 Q1~Q4,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 ， P PP P4 輸入的數(shù)據(jù)將并行置入計(jì)數(shù)器的 Q Q Q Q4 之中。預(yù)置的數(shù) 據(jù) 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，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頁(yè) 共 18 頁(yè) 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。 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 35 所示。 123456111287 4F 3 0CLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO157 4F 1 6 1ACLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO157 4F 1 6 1A123U ? A7 4F 0 01 27 4F 0 4GNDGND+ 5VDCKCLPR+ 5VU?N P NV C CV C CU?NAND信號(hào)由 RC 環(huán)形振蕩電路輸入 圖 35 37 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖 35 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 Q1~Q4 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。 七段數(shù)字顯示譯碼器 譯碼器 芯片 有 74LS4 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)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) 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 74LS48。 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) a~g，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 34，其邏輯符號(hào)如圖 36 所示 。 B I/ R B O4RBI5LT3A7B1C2D6a 13b 12c 11
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