数字动态扫描显示电路Word下载.docx
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方案一：
节拍发生器使用八进制约翰逊计数器4022来实现，这里只要求能够动态显示四位数据，所以使用4022的Y0、Y1、Y2、Y3的四个输出端，由清零端CR控制Y0-Y3四个引脚轮流输出高电平。
方案二：
节拍发生器使用计数器74LS161、译码器74LS138以及反相器连接而成。
555定时器构成的多谐振荡器作为时钟脉冲，驱动74LS161计数，译码器74LS138的C引脚接地，A、B引脚与74LS161的QA和QB相连，所以74LS138的
、
四个输出端经过反相器轮流输出高电平。
本实验采用的是方案二，其工作原理为：
数字动态扫描显示电路是由固定频率的信号作为节拍发生器的时钟，由它控制节拍发生器各引脚的输出，使各引脚不断的轮流输出高电平影响各位驱动数码管的译码器，只有在和译码器相连的引脚输出为高电平时，此译码器驱动的数码管发光，否则数码管不发光。
当各引脚输出高电平的频率达到一定程度时，感觉不到数码管的闪烁，从而保护了数码管并且不会影响数据显示。
3、电路设计
1.振荡电路
为了避免出现闪烁的现象，扫描频率不能太低，人眼的临界闪烁是50Hz，一般可将显示位数乘以50Hz，作为节拍发生器的时钟。
多谐振荡电路如图2所示：
图2多谐振荡电路
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。
“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。
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。
用555定时器构成的多谐振荡器，图中的电容C1，电阻R5和R6作为振荡器的定时元件，决定输出矩形波正、负脉冲的宽度，电容C2为滤波电容。
这里选用555振荡器构成的多谐振荡器输出的脉冲作为节拍发生器的时钟，多谐振荡器的周期
。
2.节拍发生器
节拍发生器采用计数器74LS161、译码器74LS138以及反相器连接而成，电路如图3所示：
图3节拍发生器
当时钟脉冲开始输入时，74LS161的输出QD~QA为0000~1111循环变化，QB、QA从00~11循环变化。
因为只有四个数据输出，所以74LS138的A、B引脚与74LS161的QA和QB引脚相连，C引脚常接低电平，则译码器的输入端C、B、A的输入为000~011循环变化，所以
引脚依次输出低电平，经过反相器输出高电平控制7448译码器的消隐输入端。
74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器。
如图4所示：
图474LS161逻辑功能示意图
74LS161的逻辑功能如表1所示：
表174LS161逻辑功能表
工作状态
×
置零
↑
1
预置数
保持
保持（C=0）
计数
当
=1、
=0时，电路工作在同步预置数状态。
=1而ENP=0、ENT=1时，电路工作状态保持原来的不变，进位输出C的状态也得以保持。
=
=ENP=ENT=1时，电路工作在计数状态。
74LS138的是常用的二进制译码器。
逻辑功能示意图如图5所示：
图574LS138的逻辑功能示意图
74LS138的功能表如表2所示：
输入
输出
G1
C
B
A
表274LS138的功能表
3.显示译码器
译码器使用的是共阴极译码器74LS48。
74LS48显示译码器是用来驱动显示器件的，以显示数字或字符的MSI部件。
其功能图如图6所示：
图674LS48逻辑功能示意图
BCD七段译码器的输入是四位BCD码（以D、C、B、A表示），输出是数码管各段的驱动信号（以OA~OG表示）也称4——7译码器。
若用它驱动共阴极LED数码管，则输出应为高电平有效，即输出为高电平时，相应显示段发光。
例如，当输入DCBA=0100时，应显示4，即要求点亮b、c、f、g段，熄灭a、d、e段，故译码器的输出应为OA~OG=0110011，这也是一组代码，常称为段码。
同样，根据组成0~9这10个字形的要求可以列出8421BCD七段译码器的真值表，如表3所示：
表3七段译码器的真值表
十进制数
或功能
/
D
OA
OB
OC
OD
OE
OF
OG
2
3
4
5
6
7
8
9
消隐
动态灭零
灯测试
4、显示电路
使用共阴极数码管，故数码管需要接保护电阻，同时公共输出端需要接地，电路连接如图7所示：
图7显示电路
4、性能的测试
1、多谐振荡电路的测试
R5值（kΩ）
R6值（kΩ）
C值（μF）
频率（Hz）
周期（s）
103.1
206.2
0.01
280
0.0035
表4多谐振荡电路测试数据表
调试振荡电路，用示波器观察振荡电路产生的信号。
如图8所示：
图8示波器显示周期
由示波器可以看出多谐振荡器的产生的信号周期T=0.0035s。
2、节拍发生器电路测试
调试节拍发生器电路，将振荡电路产生的信号加入到节拍发生器的时钟输入端，用示波器观察各引脚的输出。
四个引脚应该依次输出高电平，经测试结果正确。
如图9所示：
图9节拍发生器波形图
3、调试数码显示电路
给数码管接相应的数字看其显示的二进制数是否正确。
如图10所示：
图10数码管显示数字
5、结论
该设计的功能是用于显示四位数字的动态扫描显示。
动态接口采用各数码管循环轮流显示的方法，当循环显示频率较高时利用人的暂留特性，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出（字形选择），另一个接口完成各数码管的轮流点亮（数位选择）。
通过译码器的编译，再经过振荡器与计数器的选择信号和数码管的导通，后编译的信号再传入译码器译码，通过译码传入LED数码管，最终实现LED数码管的显示。
该数字动态扫描显示电路的功能是实现显示动态输入的四位数字。
本次设计任务的完成让我很是欣慰，虽然做的并不是很理想，但这是自己查阅资料做了很长时间做出来的。
在这期间被困扰过，但最终在我的努力和同学的帮助下顺利完成。
非常感谢这次课程设计的经历，让我系统的联系了所学的理论知识，并通过自己的实践操作获得所需结果，让我更认识到这门专业课的趣味及其本质。
希望以后还有更多的实践操作。
参考文献
[1]闫石主编.数字电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2006年
[2]杨志忠主编.电子技术课程设计[M].北京：
机械工业出版社，2008年
[3]彭华林主编.数字电子技术[M].长沙：
湖南大学出版社，2004年
[4]马义忠主编.数字电路逻辑设计[M].北京：
人民邮电出版社，2009年
[5]金唯香主编.电子测试技术[M].长沙：
附录Ⅰ总电路图
附录Ⅱ元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
A1
555定时器
555_CIRTUAL
R5、R6
电阻
103kΩ、206kΩ
C1、C2
电容
10nF
U9
16进制计数器
74LS161N
U10
二进制译码器
74LS138N
U1、U3、U5、U7
译码器
74LS48D
U2、U4、U6、U8
数码管
BS210A
R7、R8、R9、R10
排阻
180Ω
U11A、U11B、U11C、U11D
反相器
74LS04D
（注：
本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
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