数电课程设计报告——数显秒发生器

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2.4.2 工作原理

74LS48是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七

段码译码器,其特点除了有实现7段显示译码器基本功能的输入(DCBA)和 输出(Ya~Yg)端外,7448还引入了灯测试输入端(LT)和动态灭零输入 端(RBI),以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出 (BI/RBO)端。

(1)7段译码功能(LT=1,RBI=1)

在灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI)都接无效电平时,输 入DCBA经7448译码,输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号,显示 相应字符。除DCBA = 0000外,RBI也可以接低电平。

(2)消隐功能(BI=0)

此时BI/RBO端作为输入端,该端输入低电平信号时,表1倒数第3 行,无论LT 和RBI输入什么电平信号,不管输入DCBA为什么状态,输出 全为“0”,7段显示器熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。

(3)灯测试功能(LT = 0)

此时BI/RBO端作为输出端, 端输入低电平信号时,表1最后一行, 与 及DCBA输入无关,输出全为“1”,显示器7个字段都点亮。该功能用于 7段显示器测试,判别是否有损坏的字段。

(4)动态灭零功能(LT=1,RBI=1)

此时BI/RBO端也作为输出端,LT 端输入高电平信号,RBI 端输入低

电平信号,若此时DCBA = 0000,表1倒数第2行,输出全为“0”,显示器 熄灭,不显示这个零。DCBA≠0,则对显示无影响。该功能主要用于多个7 段显示器同时显示时熄灭高位的零。

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表三:74LS481真值表

2.4.2 限流电阻选择

数码管显示数的方式为静态显示,数码管的段电流约为3~4mA, 压降约为

1.8V,74LS48的输出的电压约为4V。限流电阻的阻值为:

4?1.8?733.3? R?0.0035 则取电阻R=1KΩ可满足要求。

2.5 上电及按键复位电路

2.5.1 原理图

S1

E410ufR19200R181KVCC 4

2.5.2 工作原理

(1)上电复位:

当通电的瞬间,由于电解电容E4两端的电压不会突变,使得输出口输出低 电平,从而是电路复位,等到电容充电完成后电容两端电压为5V,使输出变为高 电平,从而电路正常计数。 (2)按键复位:

按键没按下时,电路处于断开,输出口输出高电平; 当按键按下时电路导通,R19分压使得输出口输出低电平,从而是电路复位。

2.5.3 参数选择

由于74LS161为TTL门电路,当引脚外接的接地电阻超过2.5?时,会使得

引脚一直处于高电平,所以R18选1K?即可。TTL门电路的稳定高电平为3V以 上,为了能使按键按下去后复位电路输出低电平则: UR19?R18*VccR18?R19?3V,所以R19选200?。为了确保上电复位的稳

定性,让电容充电时间T=RC长,延长输出的低电平时间,可选E4为10uF。

3、调试分析

3.1

电路测试

(1) 测电源:调试前,先测量电源工作是否正常,若正常,方可插入芯片进行调试。 检查电源通常检查其是否接地,以及三端稳压管引脚是否连线正确。 (2) 测插槽:插入芯片前,最好先测量一下各个插槽的电源是否正常。

(3) 调 试:在电源部分都正常后,插入芯片,发现个位数码管的显示异常,经过 检查后发现,焊接过程中,焊锡滴落在了两导线之间,排除错误后, 两位数码管显示 00、01、02、~99 ,周而复始。

(4) 测复位:电路上电后,数码管显示00,并且保持一定时间,待下一个脉冲到来 时,开始计数。当按下复位按钮 S1 可以看到数码管显示 00,并从 00开始递增跳变。当数码管显示99 后,下一个脉冲到来后数码管显 示重新回到00,并重新从00递增跳变,周而复始。

3.2

测试仪器

名称 万用表 数量 1 名称 示波器 5

数量 1 名称 变压器 数量 1

4、结果分析

4.1

上电复位

现象:当通电后,复位电路上电复位,数码管显示00,后隔一秒数值加一。 分析:因为在通电瞬间,复位电路的电解电容E4两端电压不会突变 ,使得输出 为低电平,从而是电路复位,等到电容充电完成后电容两端电压为5V, 使得输出变为高电平,从而电路正常计数。

4.2 按键复位

现象:当按键按下时,数码显示会恢复为00,松开按键后,又会重新计数。 分析:当按键按下时电路导通,R19分压使得输出变为低电平,从而是电路复位。 当按键松开时,电路处于断开状态,输出高电平,从而电路正常计数。

5、设计工作总结

本次课程设计相对于模电课程设计而言,相对容易些,不管从原理,还是计算

元器件参数,毕竟有了一次经验,所以对于这次的数电实验来说,只要弄清楚各个芯片的工作原理以及芯片间匹配问题(即TTL与CMOS管的匹配,所以电路中尽量用统一类型的芯片),那么电路一般就不会存在大问题。这次设计,从画图到版的制作都很轻松,但是画PCB却花了不少时间,因为飞线交错复杂,所以避免不了使用跳线。另外,在导入PCB时,也很容易出错,如果不细心检查,做出来的板很可能存在大问题。到焊接器件的时候,我认真的对应好元器件后,才焊上焊锡,当然有时会把焊锡错焊到其他导线上,这时要立即用小刀刮开,以免过后忘记了!

焊好了器件后,当然就是调试咯,先测一下电源,结果显示,一切正常。之后

插上芯片,看数码管的显示情况。但不幸的是,个位显示有点小问题,虽然说跳变的时间接近1s,而且跳变的数值也会正确,但就是数码管的g端会在该显示的时候不显示,不该显示的时候显示。还好这个问题不大,于是就拿起万用表一步步查了起来,先检查了驱动器的输出端口,不过它是正常的,问题不在这里;后检查了74161的输

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