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