数字显示.docx

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数字显示

摘要

本次设计的键控数字显示电路，当0—9对应的数字按键被按下时，数码管显示数字按键所对应的编号；同时用4个LED来显是对应数字的二进制代码（亮为1，灭为0）；同时利用CD4511的使能端来控制数码管的通断；其次使用了74ls148芯片对信号进行编码，经过74ls40芯片的转换，再用CD4511完成译码，显示到数码管上。

关键词：

指拨开关、数码管、LED、芯片（CD4511、74ls148）

第一章方案设计

首先根据设计任务的要求建立输入、输出变量、并列出真值表、然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式，并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式，根据简化后的逻辑表达式，用标准器件构建逻辑电路，最后用实验验证设计的准确性。

基本功能：

实现对应按键的数码管显示数字编号“1”到“9”。

拓展功能：

1、用四个LED的亮灭表示对应的二进制编码（1、0）

2、利用芯片的使能端控制数码管的通断显示

3、蜂鸣器提示

数码管显示对应数字

数码管显示开关

按键按下

按键开关0—9

四个LED显示对应的二进制代码

蜂鸣器打开

图1-1方案设计流程图

二章电路设计及工作原理分析

2.1编码模块

当有按键被按下时，信号被传送到74L4148芯片上进行编码。

由于输入端为“低电平”有效，所以当按键按下时，为低电平”0”。

后级编码要求高电平“1”输入，所以采用了74LS00（四二输入与非门）芯片进行电平转换后传输到后级译码模块。

图2—1编码器

2.2译码器模块

译码采用CD4511芯片进行译码后直接驱动共阴极数码管（高电平有效）。

A、B、C、D为前级编码信号输入端。

同时包含BI使能控制端，当开关闭合时，数码管熄灭。

图2—2译码

2.3蜂鸣器模块

用四个LED的“亮”或“灭”来表示二进制代码“1”或“0“，同时当有按键按下时，蜂鸣器响。

电路图如下：

图2-3蜂鸣器

2.4二进制显示模块

当有某一位按键被按下时，四个LED将会用显示对应的数字的二进制代码同时。

其中74ls04是对74ls148芯片的编码进行取反，得到对应的“二进制原码“，再用LED显示输出，从而实现二进代码的显示.

图2-4二进制代码显示

2.5模块测试

当按键四被按下，数码管显示数字“4“。

如图所示：

数字键“4“按下

图2-5显示按键对应数字

LED显示的对应二进制编码为：

数字“4“—0100。

同时蜂鸣器接通。

如下图

图3-3二进制代码显示

当开关控制数码管，数字键“4“被按下，开关闭合，数码管不显示。

蜂鸣器正常工作，LED正常显示二进制代码”4“—0100。

如下对比图3-2：

数字键“4“按下

图3-3”关闭数码管”

第三章电路仿真

本设计中采用的是Proteus7.5仿真软件。

适用于基本的模拟/数字电路板的设计工作。

包含了电路原理图的图形输入、硬件描述语言输入方式，仿真效果极佳。

1、设计原理总图

该项目设计主要分为两大模块，一.显示模块。

主要有芯片74ls148的编码、按键输入、CD4511编码、数码管显示对应数字五部分组成。

二、拓展控制模块。

利用CD4511的使能端特性达到对数码管显示的控制；其次就是四个LED外加蜂鸣器实现按键二进制代码的显示。

与此同时，当有按键被按下，用蜂鸣器做提示，表示有按键被按下。

图3-1原理图

第四章电路搭接与调试

根据图3-1的数码管显示电路原理图，把其中的单元电路进行组装，完成电路安装连接，接好电路后，接通电源，开始调试电路。

接通电源后，按下数字按键开关，观察数码管和LED，没有按键被按下时，显示数字“0“.如下图

：

图4-1数字“0“

当数字键“1“被按下时，数码管显示对应数字，LED显示”灭亮亮灭，对应二进制编码为”0110，实物如下：

图4-2“数字6

当显示开关被按下时，数码管无显示。

如下如图：

图4-3数码管“无显示”

附录1电路原理图

附录2元器件明细表

序号

项目代号

名称

型号、规格

数量

备注

1

S1—s9和SK

开关

拨动开关

9

2

RESCK-8

电阻

500

1

3

芯片1

编码芯片

74LS148

1

4

芯片2

译码芯片

CD4511

1

5

芯片3

转换芯片

74LS04

1

6

芯片4

蜂鸣器转换芯片

74LS20

1

7

LS1

蜂鸣器

Speaker

1

8

LED

二进制代码

LED-RED

4

9

R1

电阻1

1K

1

10

11

12

13

14

15

附录3集成芯片资料

（1）CD4511芯片的管脚图

CD4511引脚功能：

BI：

4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态是怎么样的，七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。

LE：

锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。

LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

LT：

3脚是测试信号的输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮全部显示

（2）74LS148芯片的管脚图

该芯片为8线－3线优先编码器，共有54/74148和54/74LS148两种线路结构型式，将8条数据线（0－7）进行3线（4-2-1）二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码.

利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展。

芯片管脚0－7编码输入端（低电平有效）EI选通输入端（低电平有效）A0、A1、A2三位二进制编码输出信号即编码输出端（低电平有效）GS片优先编码输出端即宽展端（低电平有效）EO选通输出端，即使能输出端

目录

摘要1

第一章方案设计2

第二章电路及工作原理分析2

2.1编码模块3

2.2译码器模块3

2.3蜂鸣器模块4

2.4二进制显示模块4

2.5模块测试5

第三章电路仿真7

第四章电路搭接与调试8

附录1电路原理图10

附录2元器件明细表11

附录3集成芯片资料12