數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告--兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題 目：兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器</p><p>　　院 系 信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 通信工程 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　報(bào)告日期 2013年4月 </p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要采用芯片有555定時(shí)器、74LS162計(jì)數(shù)器、74LS48七段字形譯碼器，以及七段LED數(shù)碼管。能過以上元器

3、件的組合，構(gòu)成一個(gè)兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器，實(shí)現(xiàn)循環(huán)依序顯示0~99的數(shù)字。</p><p>　　要求每位同學(xué)獨(dú)立設(shè)計(jì)電路原理圖，制作PCB電路板并印制上自己的學(xué)號(hào)。</p><p><b>　　2、電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1、電路組成框圖</p><p><b>　　圖1 電路組成框圖</

4、b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的電路組成框圖如圖1所示。電路的基本工作原理：首先通過波形產(chǎn)生電路產(chǎn)生—方波脈沖作為時(shí)鐘信號(hào)，將此信號(hào)輸入到計(jì)數(shù)電路中，編譯成—4位十進(jìn)制信號(hào)輸出，經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)電路譯碼—7位輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)七段LED顯示器，使其從0~9循環(huán)顯示字形。</p><p>　　2.2、電路總原理圖</p><p>　　圖2 電路總原理圖</p>

5、;<p>　　電路總原理圖主要有波形產(chǎn)生模塊、計(jì)數(shù)模塊、驅(qū)動(dòng)顯示模塊及顯示模塊組成。如圖所示，波形產(chǎn)生模塊通過555產(chǎn)生周期為1.023s的方波，周期的大小是由R1、R2、C2決定，然后通過74LS162進(jìn)行計(jì)數(shù)再由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)顯示兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　2.3、各模塊工作原理</p><p>　　2.3.1波形產(chǎn)生電路</p><p>

6、;　　表1 555定時(shí)邏輯功能表</p><p>　　圖3 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖4 555波形產(chǎn)生電路</p><p>　　如圖所示。波形產(chǎn)生如555定時(shí)器構(gòu)成，555構(gòu)成多諧振蕩電路工作原理如下：</p><p>　　接通電源后，電源VDD通過R1和R2對(duì)電容C2充電，當(dāng)Uc<1/3VDD時(shí)，振蕩器輸出Vo

7、=1，放電管截止。當(dāng)Uc充電到≥2/3VDD后，振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成0，此時(shí)放電管導(dǎo)通，使放電端(DIS)接地，電容C通過R2對(duì)地放電，使Uc下降。當(dāng)Uc下降到≤1/3VDD后，振蕩器輸出Vo又翻轉(zhuǎn)成1，此時(shí)放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過R1和R2又對(duì)電容C2充電，又使Uc從1/3VDD上升到2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，從而在輸出端Vo得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度TL≈0.7R2C2由電

8、容C2放電時(shí)間決定，TH=0.7(R1+R2)C2，由電容C2充電時(shí)間決定，脈沖周期T≈TH+TL。 </p><p>　　參數(shù)計(jì)算：充電時(shí)間: TH=0.69(R1+R2)*C2=0.523s</p><p>　　放電時(shí)間: TL=0.69*R2*C2=0.500s</p><p>　　震蕩周期: T=TH+TL=1.023s</p><p&

9、gt;<b>　　仿真波形：</b></p><p><b>　　圖5 仿真波形圖</b></p><p>　　2.3.2、計(jì)數(shù)器電路</p><p>　　表2 74LS162功能表

10、 </p><p>　　圖6 74LS162管腳圖 </p><p>　　本實(shí)驗(yàn)的計(jì)數(shù)電路由兩個(gè)74LS162構(gòu)成。74LS162是十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，功能表如上圖所示，當(dāng)清零端SR為低電平時(shí)，在時(shí)鐘上升沿作用下實(shí)現(xiàn)同步清零。當(dāng)置數(shù)端PE為低電平時(shí)，在時(shí)鐘上升沿作用下實(shí)現(xiàn)同步置數(shù)。SR,PE為高電平，C

11、EP或CET為低電平時(shí)，保持結(jié)果。當(dāng)CEP、CET、PE、SR同時(shí)為高電平時(shí)，在時(shí)鐘上升沿作用下Q0—Q3輸出計(jì)數(shù)結(jié)果。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到9時(shí)進(jìn)位輸出端TC輸出高電平。時(shí)鐘信號(hào)分別輸入到兩個(gè)74LS162芯片的2腳分別產(chǎn)生個(gè)位與十位計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)。個(gè)位74LS162，使CEP、CET(狀態(tài)控制端)、PE(置數(shù)端)、SR(清零端)接高電平,使之計(jì)數(shù):而十位的74LS162與個(gè)位共用相同的時(shí)鐘，PE、SR高電平，CET,CTP接個(gè)位的進(jìn)位信號(hào)TC。當(dāng)個(gè)

12、位的TC進(jìn)位信號(hào)來的時(shí)候，使CEP、CET變高電平，CLK到來的時(shí)候，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)位數(shù)，沒有進(jìn)位的時(shí)候保持，輸出端接譯碼電路。</p><p>　　2.3.3顯示驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　顯示驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)74LS48譯碼器和14個(gè)上拉電阻組成。74ls48的功能表如下：</p><p>　　表3 74LS48真值表</p><p>　　74

13、LS48是共陰數(shù)碼管譯碼器。個(gè)位和十位的74LS48的燈LT(測(cè)試端)、RIB(滅零端)、BI/RBO(動(dòng)態(tài)輸出端)均接高電平，實(shí)現(xiàn)正常譯碼。設(shè)計(jì)時(shí)輸出端接上上拉電阻，以增加共陰數(shù)碼管的亮度。</p><p><b>　　2.4、PCB圖</b></p><p><b>　　圖7 PCB圖</b></p><p><

14、;b>　　3、焊接調(diào)試記錄</b></p><p>　　根據(jù)以上原理圖制好板后，開始焊接，焊好后開始調(diào)試，第一次調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)電路有時(shí)候不能正常工作，用手感受芯片的溫度沒有發(fā)燙，所以排除芯片短路的可能，后來發(fā)現(xiàn)有時(shí)用力壓壓電路板又能正常工作，故懷疑是虛焊造成的，用萬用表對(duì)所有的焊接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)沒有虛焊點(diǎn)，有時(shí)能正常工作說明芯片的連接電路沒有問題，判斷可能是某個(gè)原件損壞，最后一個(gè)個(gè)排查后發(fā)現(xiàn)555

15、定時(shí)器芯片的外接電路的電容接觸不良，更換電容后電路的所有功能都能正常實(shí)現(xiàn)，焊接調(diào)試結(jié)束。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　在這次的兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，但通過這次課程設(shè)

16、計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。設(shè)計(jì)本身并不是有很重要的意義，而是對(duì)待問題時(shí)的態(tài)度和處理事情的能力。設(shè)計(jì)的過程，設(shè)計(jì)的思想和設(shè)計(jì)電路中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，電路中各個(gè)部分的功能是如何實(shí)現(xiàn)的。各個(gè)芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時(shí)應(yīng)該注意那些要點(diǎn)等等這些環(huán)節(jié)都要求我們不能馬虎對(duì)待，只有認(rèn)真做好每個(gè)環(huán)節(jié)才能讓我們學(xué)到更多掌握得更好。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

17、lt;/p><p>　　[1]李瀚蓀. 簡(jiǎn)明電路分析基礎(chǔ)[M].北京高等教育出版社.2002 </p><p>　　[2]徐秀平. 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)[M].北京電子工業(yè)出版社.2010 </p><p>　　[3]廖惜春. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].武漢華中科技大學(xué)出版.2008 </p><p>　　[4]閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[