数码顺序循环显示控制器讲解Word下载.docx
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1、实现两位数码顺序显示功能：
（1）、两个数码管顺序显示以下四组数码字符：
8、7；
6、5；
4、3；
2、1。
每组字符两个数码管从左到右顺序显示。
（2）、任意时刻只有一个数码管显示数字，且顺序显示结束时，用一开关控制右边的数码管显示并停在“1”。
即顺序显示几组数码字符后应停在最后一个字符。
2、实现两位数码循环显示功能：
在实现第一项所要求的功能的基础上，实现四字数码字符的循环顺序显示。
即两个数码管循环顺序显示“8、7；
2、1”四组字符。
要求应开关K1手动控制是否循环显示。
要求完成的任务如下：
1.画出整体电路图
2.利用设计软件对可编程器件进行设计输入、设计仿真和器件编程，使器件具有所规定的逻辑功能。
3.安装调试所设计的电路，使之达到技术指标要求。
4.分析实验结果，写出设计说明书。
二、总体框图
1、数码顺序循环显示控制器系统组成电路的总体框图如下图所示：
译码显示模块
数字输出模块
地址选择模块
脉冲信号
控制模块
设计过程中：
我的同组者李冀负责数字输出模块与译码显示模块；
我负责脉冲信号控制模块与地址选择模块。
根据此逻辑框图我们可以得到几种实验方案：
这是第一种构思利用数字选择功能器件实现课题要求，但是其中在0、1停止一项不够完善，前部分利用数字选择使得输入变为连续且循环的脉冲信号，后部分利用74LS153四选一数据选择器实现数码管的顺序循环显示，想比较最后选的此电路。
另外一种是：
此电路选择的是用计数器实现的数码顺序循环显示器，利用向上端无效与向下
有效实现数码的顺序显示再经过上图左方装置使得当计数器输出为0001的时候激活计数器的输入口，使得输出回到1000，从而实现循环输出，但是，在数码管口端遇到难题，无法找到合适正确的译码器使得输出为题目要求，因而放弃。
另外：
仍然是数码管端显示问题，无法正常显示，从而放弃
二、设计思路以及模块功能
为了实现此课题的目标，我们需要首先提供一个脉冲信号提供输入信号，然后利用地址选择端使其输入信号得以循环输入，最后在经过译码装置来显示实验结果。
（一）、脉冲信号输入模块：
此装置为整个电路提供了连续的脉冲输入信号，由于此脉冲信号为循环输入进而可实现题目中的连续循环显示，具体模块图如下：
图1-1脉冲发生装置
（二）地址选择模块：
此部分是实现循环显示的最重要的功能部分，这部分又由74LS20D、74LS160两个74LS系列的芯片，具体实现循环功能工程是：
两芯片组成的是4位数字选择系统，有且仅有脉冲输入信号为1，1的时候，74LS160的置0端才有效，使得脉冲输入重新从0，0开始输入信号，进而使得此模块准确的实现4位地址选择，具体模块图：
图1-2地址选择模块
（三）、数字输出模块：
（此模块由我的同组者操作实现）
该模块实现的是输入信号的选择输出装置系统，此装置是实现课题目标的又一重要装置，这个装置是由四个74LS153芯片组成的数据选择器组，选择输入信号输出给数码管显示结果，输入信号由74LS160，传入数据选择器的通道选择端口，选择输出，具体的模块如下图：
图1-3数字选择输出模块
四、译码显示模块：
（此步骤由我同组者实现）
这是该系统的最后一个功能模块，此装置又是由几个功能芯片组成：
数码管两个（中心部分），74LS08、74LS04、74LS32三种74系列的芯片（主要功能是选择数字通过功能，用以实现课题中的要求：
使得数码管显示停留在右管显示1。
具体的模块图如下：
图1-4译码显示模块
其功能实现过程为一个选择输出，当图1-4中的双向开关置于A高电平时电路正常的顺序循环显示；
当置于B低电平时，电路停留在只有右管显示，且只显示1，从而实现课程要求。
三、器件的选择：
所需要的器件如下：
（前两模块所需器件）
器件
功能
件数
74LS20D
4输入端双与非门
一片
74LS160D
可预置BCD异步清除计数器
74LS04D
六反相器
两片
电阻R
阻值600欧姆
一个
电源
0.20KHZ5V连续脉冲
按键开关
可弹起
各器件的逻辑框图、逻辑符号、逻辑功能表、内部原理图及逻辑功能分别如下：
（一）、74LS04D：
当输入为高电平时输出等于低电平，而输入为低电平时输出等于高电平。
因此输出与输入的电平之间是反向关系，它实际上就是一个非门。
（亦称反向器）。
在一些实用的反向器电路中，为了保证在输入低电平时三极管可靠地截止，常将电路接成图2-1的形式。
由于接入了电阻R2和负电源VEE,即使输入的低电平信号稍大于零，也能使三极管的基极为负电位，从而使三极管能可靠地截止，输出为高电平。
当输入信号为高电平时，应保证三极管工作在深度饱和状态，以使输出电平接近于零。
为此，电路参数的配合必须合适，保证提供给三极的基极电流大于深度饱和的基极电流。
74LS04为六反相器，输入是A，输出是Y，6个相互独立倒相。
供电电压5V，电压范围在4.75~5.25V内可以正常工作。
门数6，每门输入输出均为TTL电平（<
0.8V低电平
>
2v高电平）,低电平输出电流-0.4mA,高电平输出电流8mA。
其逻辑符号、逻辑功能表、内部结构、管脚图分别如下：
图2-1：
74LS04的内部结构表一：
74LS04功能表
图2-2：
74LS04的逻辑符号图2-3：
74LS04的管脚图
（二）74LS08D：
74LS08为四2输入与门，其逻辑符号，逻辑框图，内部原理图分别如图
A
B
Y
1
74LS08内部集成了4个2输入端与门电路，他们实现“与”逻辑功能，即只有两个输入端全部为“1”时，输出才为“1”；
输入端有一个或两个“0”，输出均为“0”。
逻辑关系式为Y=AB。
74LS08
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
VCC4B4A4Y3B3A3Y
1A1B1Y2A2B2YGND
74LS160管脚图
（三）74LS160
74LS160为可预置的十进制同步计数器，其管脚图如图所示。
在CT74LS160中LD为预置数控制端，D0-D3为数据输入端，C为进位输出端，RD为异步置零端，Q0-Q3位数据输出端，EP和ET为工作状态控制端。
由其功能表可得，当置数端为0时，输出全为0。
预置数端为0，当脉冲到达时，计数器置数；
当置数和预置数端都为1，且EP=ET=1时，计数器进行加法计数；
当EP=0，EP=1时，输出不变，且RCO=0；
当ET=1时，各输出及RCO都保持不变。
74LS160的内部原理图如右图所示。
当RC=0时所有触发器将同时被置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响。
当RC=1、LD=0时，电路工作在预置数状态。
这时门G16-G19的输出始终是1，所以FF0-FF1输入端J、K的状态由D0-D3的状态决定。
当RC=LD=1而EP=0、ET=1时，由于这时门G16-G19的输出均为0，亦即FF0-FF3均处在J=K=0的状态，所以CP信号到达时它们保持原来的状态不变。
同时C的状态也得到保持。
如果ET=0、则EP不论为何状态，计数器的状态也保持不变，但这时进位输出C等于0。
当RC=LD=EP=ET=1时，电路工作在计数状态。
从电路的0000状态开始连续输入16个计数脉冲时，电路将从1111的状态返回0000的状态，C端从高电平跳变至低电平。
利用C端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。
74LS160功能表
CP
EPET
工作状态
×
×
置零
脉冲
预置数
01
保持
0
保持（RCO=0）
11
计数
74LS160逻辑符号
（四）74LS20：
74ls20是常用的双4输入与非门集成电路，常用在各种数字电路和单片机系统，
下面介绍一下此芯片，其引脚图为：
这个74LS20芯片的功能其实很简单，就是包含4个双输
入与非门，内含两组4与非门第一组：
1，2，4，5输入
6输出；
第二组9，10，12，13输入8输出。
C
D
X
74LS20的功能表可表示为：
四、总体设计电路：
1、总体电路原理图如下：
2、电路的整体工作情况：
（脉冲信号控制模块和地址选择模块部分）
脉冲信号源发出连续脉冲进入芯片74LS160，两个输出端的分别输出0、0；
0、
1；
1、0；
1、1；
四位数。
课题要求输出顺序循环数码，因此我们需要把连续的脉冲信号变为四位循环连续脉冲。
因此，我们加入74LS04芯片，此芯片的连线目的就是当脉冲输入信号为1、1时，使得信号循环回起使状态0、0，我们所做的是当脉冲输入信号为1、1时74LS04的输出端接74LS160的置零端，此时置0有效，使得脉冲输入信号开始循环到原始状态，因此实现这两模块的我们所需要的功能：
顺序循环的输入信号，进而为后面两个模块正常有效的实现课题题目。
补充：
按键开关控制的是复位到8、0状态。
五、实验心得：
两周的课程设计终于结束了，忙碌的生活虽然有点疲惫，但是心里感觉不错，感受到了我的未来，对以后的目标也有所明确，在课程报告设计的过程中，充分的发现了自己对知识的掌握不足，这也是对自己的一个警钟，同时也对自己前一阵子自己学习成果的肯定，虽然还不能轻松的完成所分配的课题，但是在指导老师的帮助下，也算是比较不错的完成了我们的课题。
其实这也是对我们能力与耐力的双重考验，当用软件进行防真的时候，当在电路箱上实际连线的时候，我才发现是多么考验我们的耐力，一跟跟的导线密步，一个个芯片的调试，总之，对我的收获比较大，在以后的学习生活里，我会自己给自己找些课题来考验和完善自己的动手能力，同时也会及时的考察以最近的学习情况，也会巩固下已经掌握的知识。
两周的生活非常幸福，也得谢谢指导老师闫老师的细心指导，才能叫我从中体会那么多，这算是我大学生活中的一个美好的回忆了吧。
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