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1、西华大学课程设计说明书成绩 课 程 设 计 说 明 书课程设计名称：电子技术课程设计题 目：数码管循环数字显示器学 院：电气与电子信息学院学 生 姓 名：专 业：电气工程及其自动化学 号：指 导 教 师：日期：2016年 7 月 4 日数码管循环数字显示器摘要：本次课程设计是以电子技术为基础的数码管循环数字显示器，该设计实现了循环显示09十个数字。电路主要是以四个数字集成电路和一个七段共阴数码管构成。555定时器构成多谐振荡器作为电路的脉冲发生器，74LS161和74LS00中的一个与非门构成的计数器，实现对脉冲的计数和循环，最后是由74HC4511七段数码显示译码器和七段共阴数码管构成的译码
2、显示部分，将电路的运行结果通过数码管显示出来。关键词：循环显示，555定时器，多谐振荡器，计数器，译码显示Abstract：The curriculum design is based on electronic technology digital tube digital display,also designed to realize the circulation display 0 9. Mainly four digital integrated circuit and a seven segment digital tube, a total of Yin. Compositio
3、n multivibrator as 555 timer circuit of the pulse generator, a nand gate in 74LS00 and 74LS161 counter that implementation of pulse count and cycle, the last is made up of 74HC4511 seven digital display decoder consisting of seven segment digital tube, a total of Yin decoding display section, to dis
4、play circuit operation result. Keywords：SCAN，555 timer，multivibrator, counter, coding display目 录1前言.1 1.1 设计背景.1 1.2 设计目标.1 1.3 实施计划.1 1.4 必备条件.22 总体设计方案.3 2.1 方案比较.3 2.2 方案选择.43 单元模块设计.5 3.1 各单元模块介绍及电路设计.5 3.2 特殊器件的介绍.94 系统调试.15 4.1 调试环境.15 4.2 硬件调试.165 结论.186 致谢.197 参考文献.20附录.21 1 前言 当代电子技术的迅速发展，为
5、人们的文化物质生活提供了优越的条件，数码摄像机，家庭影院，空调，电子计算机等，都是典型的电子技术应用实例，可谓琳琅满目，异彩纷呈。电子技术在科技领域的应用，更是起了龙头作用，例如通信工程，测控技术，空间科学等比比皆是。各种电子设备的应用使得人们生活在了信息的海洋，人们每天通过各种方式获取大量信息。而现代信息的储存，处理和传输越来越趋于数字化。在人们的日常生活中，常用的计算机，电视机，音响系统，视频记录设备，长途电信等电子设备或电子系统，无一不采用数字电路或数字系统。因此，数字电子技术的应用越来越广泛。 本设计数码管循环数字显示器是采用数字电路对09进行循环计数，这只是一个简单的数字电路，但其思
6、想应用于数字电路或数字系统的各个方面，如时钟，计数器，倒计时器等等。1.1 设计背景 随着科学技术的发展，电子产品的普及，电子技术在日常生活，科学研究等各个方面的应用越来越广泛。电子技术在国民经济中占据着越来越重要的作用，作为电气工程及其自动化的学生应该熟练掌握电子技术的各方面知识。在学习过数字电子技术，模拟电子技术和完成相关实验的的基础之上，应该对电子技术进行系统的整理。所以我选择了数码管循环数字显示器这个题目作为课程设计的题目。数码管循环数字显示器采用了555定时器，74LS161,74HC4511，共阴数码管等电子元件。若要完成设计需要熟练掌握模拟电子技术，数字电子技术，系统的运用相关知
7、识，通过完成设计培养我们对电子电路的综合分析设计能力。1.2 设计目标 数码管循环数字显示器主要是以四个数字集成电路和一个七段共阴数码管构成以及相关器件构成，实现09十个数字的循环输出。 （1）用555定时器构成一个多谐振荡器作为脉冲发生器模块。 （2）用74LS161和74LS00中的一个与非门构成计数模块，同时实现循环功能。 （3）用74HC4511和七段共阴数码管构成译码显示模块。 1.3 实施计划 （1）根据所选课题，收集相关方面的知识，分析题目要求和设计目标，设计出合理的电路图。 （2）将设计出的电路图分成几个小的模块，并对每个模块进行深入分析，了解各个元器件的功能结构。 （3）用p
8、roteus软件画出电路图进行仿真调试，对不合理的地方进行修正。 （4）用Altium Designer软件画出原理图，并正确画出完整的PCB图； （5）写出完整、详细的课程设计说明书。1.4 必备条件 （1）所需器件：555定时器1片 74LS161 1片 74LS00 1片 七段共阴数码管1个 74HC4511 1片 电阻若干 电容若干 排针 （2）软件：proteus7.8 Altium Designer142 总体设计方案 首先通过对设计题目和设计要求的分析，把总体设计分解为数个小部分。通过查询相关技术资料和结合自己所掌握的知识，对每一部分进行设计，使其实现部分要求，最后将各个部分有机
9、的结合在一起，实现最终的设计目标。符合要求的设计方案有两种，通过对两种方案的分析，选出最合适的设计方案。 2.1 方案比较通过分析，我们构思出了两种方案均可实现设计目的。两种方案各有优劣，再通过下面的介绍完成方案的选择。2.1.1 设计方案一 设计方案一框图 多谐振荡器 计数器反馈译码器显示器 图2-1 方案一框图 方案一：由555定时器构成的多谐振荡器作为电路的脉冲发生器，脉冲发生器所产生的脉冲作为计数器的CP脉冲。计数部分主要由74LS161和74LS00中的一个与非门构成，计数部分对脉冲发生器产生的脉冲进行计数，并且采用同步置数的方式来实现循环。计数部分产生的结果进入有74HC4511和
10、数码管构成的译码显示部分，最后电路的运行结果显示在数码管上。2.1.2设计方案二 方案二框图 多谐振荡器 Jk触发器反馈译码器显示器 图2-2 方案二框图方案二：由555定时器构成的多谐振荡器作为电路的脉冲发生器，脉冲发生器所产生的脉冲作为计数器的CP脉冲。然后脉冲进入由四个JK触发器构成的计数器，计数器输出结果进入74HC4511译码，最后译码结果进入共阴七段数码管显示出来。用JK触发器构成十进制计数器，计数器的计数周期为09，通过异步清零完成循环。2.2 方案选择方案选择：方案一和方案二最主要的区别在于计数部分的不同，方案一是直接用74LS161来实现对脉冲的计数，同是直接用75LS161
11、上面的反馈置数功能实现循环；方案二是用四个JK触发器充当电路的计数部分，通过相关反馈手法实现循环功能。两种方案均能实现设计目标，但方案一与方案二相比较，方案一采用的方法更简洁，使用的器件更少。因此，通过方案一完成本设计。3 单元模块设计在本节主要对各个单元模块进行分析，包括各个单元模块的具体功能，电路结构，工作原理，以及各个单元模块之间的相互联系。再设计各个单元模块的计算时会对其中的计算进行说明，之后再对本设计所采用的核心器件进行简要说明。3.1 各单元模块功能介绍及电路设计本设计主要由三个单元模块组成：时钟脉冲模块、计数模块、译码显示模块。下面对各个单元模块的具体功能，组成，工作原理进行说明
12、。3.1.1 时钟脉冲模块设计1、模块的具体功能时钟脉冲模块是由555定时器构成的多谐振荡器充当的，多谐振荡器能够产生符合要求的矩形脉冲波。通过计算我们可以确定多谐振荡器输出矩形波的周期，这样也就能够确定显示器的显示时间间隔。2、模块的组成和工作原理图3-1(a)为由555多谐振荡器图。555多谐振荡器主要由ne555和电阻、电容构成。多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。在接通电源后，不需要外加脉冲就能自动产生矩形脉冲。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。555定时器构成的多谐振荡器如图3-1（a）所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接
