【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 16 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是用 74LS161 來構(gòu)成的，因?yàn)槎M(jìn)制只需要一個(gè)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而且可利用其預(yù)置功能，所以選用 74LS161。其接法如圖（ 9）所示。 二進(jìn)制在數(shù)字鐘的功能是對(duì)上下午計(jì)數(shù)的，也是配合十二進(jìn)制用的。它充分利用了 74LS161 的同步并行預(yù)置數(shù)的功能，預(yù)置數(shù)為 D3D2D1D0=0001， Rd 接高電平，所以計(jì)數(shù)器不能輸出 Q0Q1Q2Q3=0000，而把 Q1輸出的信號(hào)經(jīng)過一個(gè)非門，再接入 Ld腳，當(dāng)記數(shù)到 0010 時(shí)，使的 Ld=0，就轉(zhuǎn)為同步預(yù)置數(shù)即： D3D2D1D0=0001=Q3Q2Q1Q0。就實(shí)現(xiàn)了該二進(jìn)制的功能，這樣使得該計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)圖如圖（ 10）所示。時(shí)序圖如圖（ 11）所示。它的高位進(jìn)位脈沖由 Q0輸出。 D03D14D25D36Q014Q113Q212Q311RCO15EP7ET10CP2LD9RD1VCC16GND8U77 4 L S 1 6 1+ 5 V+ 5 V+ 5 V12A高位進(jìn)位脈沖低位進(jìn)位脈沖 圖（ 9）二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖（ 10） 74LS161 二進(jìn)制工作狀態(tài)圖 CPQ0Q1Q2Q3 圖（ 11） 74LS161 二進(jìn)制工作時(shí)序圖 74LS161 構(gòu)成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器 七進(jìn)制計(jì)數(shù)器和二進(jìn)制一樣 也是用 74LS161。 其接法如圖（ 12）所示。 Q3Q2Q1Q0 0001 0010 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 17 D03D14D25D36Q014Q113Q212Q311RCO15EP7ET10CP2LD9RD1VCC16GND8U87 4 L S 1 6 1+ 5 V+ 5 V121312A低位進(jìn)位脈沖 圖（ 12）七進(jìn)制計(jì)數(shù)器 七進(jìn)制計(jì)數(shù)器在數(shù)字鐘里是對(duì)星期進(jìn)行計(jì)數(shù)。所以它的低位進(jìn)位脈沖是來自二十四進(jìn)制和二進(jìn)制輸出的高位脈沖。它的接法原理和二進(jìn)制一樣， Rd 也接高電平，預(yù)置數(shù)也為 D3D2D1D0=0001，為了讓它能同步計(jì)數(shù)，所以在計(jì)數(shù)到 7 時(shí)，也就是Q3Q2Q1Q0=0111 把 Q0、 Q Q2三位進(jìn)行與非，將結(jié)果再接入 Ld，因?yàn)楫?dāng)他們同時(shí)為 1以后，與非輸出的結(jié)果為 0，所以 Ld 為低電平，所以就可以實(shí)現(xiàn) Q3 Q2 Q1Q0=D3D2D1D0=0001，該七進(jìn) 制的時(shí)序圖如圖（ 13）所示。狀態(tài)圖如圖（ 14）所示。 CPQ0Q1Q2Q3 圖（ 13）七進(jìn)制時(shí)序圖 Q3Q2Q1Q0 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 18 圖（ 14）七進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)圖 數(shù)據(jù)選擇器 數(shù)據(jù)選擇器 74LS157 數(shù)據(jù)選擇器 74LS157 是一塊 4 路 2 選 1 的數(shù)據(jù)選擇器。其引腳圖如圖（ 15）所示。它的邏輯功能見表（ 3）。 1A21B31Y42A52B62Y73A 113B 103Y 94A 144B 134Y 12S1G 15V C C 16GND87 4 L S 1 5 7 圖（ 15） 74LS157 引腳排列 表（ 3） 74LS161 數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能表 輸 入 端 輸 出 G S A B Y H ╳ ╳ ╳ L L L L ╳ L L L H ╳ H L H ╳ L L L H ╳ H H 74LS157 的運(yùn)用 74LS157 運(yùn)用在數(shù)字鐘里的小時(shí)計(jì)數(shù)器與譯碼器之間，因?yàn)樵跀?shù)字鐘里面有兩個(gè)小時(shí)計(jì)數(shù)器（十二小時(shí)和二十四小時(shí)），為了能夠讓他們都能譯碼所以選擇了74LS157 數(shù)據(jù)選擇器來做橋梁。 在這兩個(gè)小時(shí)計(jì)數(shù)器里他們輸出個(gè)位和十位都是 4 位 2 進(jìn)制碼，而 74LS157是一塊 4 路 2選 1的數(shù)據(jù)選擇器，所以用了兩塊 74LS157，一塊是用來選擇個(gè)位，一塊是用來選擇十位。那么把十二進(jìn)制的個(gè)位和十位輸出端接個(gè)位和十位選擇器的 B 端（ 1Q11Q21Q31Q4接個(gè)位的 1B2B3B4B， 2Q12Q22Q32Q4接十位的 1B2B3B4B），所以二十四進(jìn)制的個(gè)位和十位就接數(shù)據(jù)選擇器的 A端接法和 B一樣。把 G端接低電平，兩個(gè) S 端串接起來，然后接一個(gè)兩路選擇開關(guān)（因?yàn)?74LS157 的 S 腳是選通控制端），開關(guān)兩端分別接一個(gè)高電平和一個(gè)低電平。其選擇器的輸出 Y 端就接譯碼器的 ABCD 端，當(dāng)開關(guān)打在低電平端， A腳就導(dǎo)通，也就是二十四進(jìn)制輸出端譯碼，高電平時(shí)， B導(dǎo)通，十二進(jìn)制譯碼。其具體接法見附錄三（總原理圖）。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 19 譯碼與數(shù)碼顯示 譯碼器 4511 譯碼為編碼的逆過程。它將編 碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過來。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在本次設(shè)計(jì)中選用的譯碼器是 4511， 4511 是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰 LED 顯示器的 BCD 碼 — 七段碼譯碼器，其功能介紹如下： BI：當(dāng) BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT：當(dāng) BI=1， LT=0 時(shí)，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“日”。它主要用來檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。 LE：使能控制端，當(dāng) LE=0 時(shí)，允許譯碼輸出。 DCBA：為 8421BCD 碼輸入端。 abcdefg：為譯碼輸出，輸出為高電平。其引腳如圖（ 16）所示。它的譯碼驅(qū)動(dòng)器的真值表見表（ 4）。 A7B1C2D6LT3BI4LE5Yf 15Yg 14Ya 13Yb 12Yc 11Yd 10Ye 9V C C 16GND8U 1 04 5 1 1 圖（ 16） 4511 引腳排列 表（ 4） 4511 譯碼驅(qū)動(dòng)器的真值表 數(shù)字或功能 輸 入 輸 出 LT RBI A3 A2 A1 A0 BI/RBO a b c d e f g 滅燈 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ 0 0 0 0 0 0 0 0 試燈 0 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ 1 1 1 1 1 1 1 1 滅零 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 ╳ 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 20 2 1 ╳ 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 3 1 ╳ 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 1 ╳ 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 5 1 ╳ 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 6 1 ╳ 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 7 1 ╳ 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 ╳ 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 9 1 ╳ 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 共陰極數(shù)碼管 目前數(shù)字顯示器種類很多，按組成數(shù)字的方式不同，可以分為分段式顯示器、點(diǎn)陣式顯示器和字型重疊式顯示器。在這里我們采用的是分段式顯示器里的七段顯示器，七段顯示器分共陰極和共陽極兩種形式，由于我們的 譯碼器選擇的是4511，它是個(gè)驅(qū)動(dòng)共陰極 LED 顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器。所以我們用的數(shù)碼管也的用共陰極的與其匹配。其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖（ 17）所示。 a b c d e f g+ 5 VC0C1C2C3C4C5C6abfcgde1234567abcdefg8 dpdp9V C Cdp 圖（ 17）共陰極數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 譯碼及數(shù)碼在電路中的運(yùn)用 譯碼器及數(shù)碼在電路中的接法如圖（ 18）所示。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 21 C0C1C2C3C4C5C6C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6abfcgde1234567abcdefg8dpdp9V C CD S 3+ 5 V+ 5 VA7B1C2D6LT3BI4LE5Yf15Yg14Ya13Yb12Yc11Yd10Ye9VCC16GND8U 1 24 5 1 1R1KR1KR1KR1KR1KR1KR1KC0C1C2C3C4C5C6C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6abfcgde1234567abcdefg8dpdp9V C CD S 3A7B1C2D6LT3BI4LE5Yf15Yg14Ya13Yb12Yc11Yd10Ye9VCC16GND8U 1 64 5 1 1+ 5 VR1KR1KR1KR1KR1KR1KR1K+ 5 V1 21312AQ1 Q2Q0a b 圖（ 18）譯碼器及數(shù)碼在電路中的接法 由圖（ 18）可以看出：譯碼器和數(shù)碼管接的沒有變化，只有在 b 圖譯碼器的LT 端接了一個(gè)三與非門，這是什么原因呢？這是星期模塊的原因，因?yàn)橐粋€(gè)星期有七天，沒有星期七，只有星期日，而星期計(jì)數(shù)器是一 個(gè)七進(jìn)制的，顯示不了日，所以當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到（ 0111=Q3Q2Q1Q0）時(shí)也就是 7時(shí)，把 Q Q Q0進(jìn)行與非門后，輸出的結(jié)果送到 Ld 腳，使得 Ld 接低電平，讓數(shù)碼管實(shí)行試燈功能，而試燈功能正好顯示的是“日”，所以用它可以來代替星期日。而 a圖就是其他模塊的接法。 在數(shù)碼管顯示中，分和秒的顯示大家應(yīng)該很明白，值得一提的是二十四小時(shí)顯示、十二小時(shí)顯示和上、下午顯示，它們的關(guān)系見表（ 5）。星期的顯示應(yīng)為 1（周一）、 2（周二）、 3（周三）、 4（周四）、 5（周五）、 6（周六）、日（周日）。 表（ 5）十二小時(shí)和二十四小 時(shí)及上下午顯示關(guān)系 上 午 顯 示 （ 1） （ 12） 時(shí) 制 12 01 02 03 04 05 06 07