数电课程设计脉冲按键电话显示器要点Word格式文档下载.docx
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移位电路
显示电路
编码电路
4、设计方案
（1）输入电路与脉冲产生电路：
当有按键被按下时，只有那个输入为0，其余都为1，同时产生一个脉冲。
（2）编码电路：
74LS147能将输入的9个信号转成四位BCD码。
下图是74LS147功能表：
INPUTS
OUTPUTS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D
C
B
A
x
（3）移位电路：
一共由4个74LS194组成，能将四位BCD码输入到第一个74LS194，并在有上升沿信号到来时把数据输出给下一个移位寄存器与数码管驱动器。
一直移到第四个74LS194。
移位寄存器74LS194，它是4位双向移位寄存器，最高时钟频率为36MHZ。
它具有并行输入、并行输出，左移和右移的功能。
这些功能均能通过模式控制端M0、M1来控制。
详见下表：
M0
M1
功能
保持
右移
左移
并行置数
在ABCD端送入4位二进制数，并使M0=M1=1时，该4位二进制数同时并行输入至寄存器。
当CP到来后，在CP上升沿的作用下，4位二进制数并行输出；
若M1=0，M0=1时，则该4位二进制数被串行送入到右移数据输入端D，在CP上升沿作用下，同步右移；
若M=1，M=0，数据同步左移；
若M=M=0，寄存器保持。
下图是74LS194集成块的功能表：
输入
输出
CR
M2
CP
DSL
DSR
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3
X
清零
Q00
Q10
Q20
Q30
d0
d1
d2
d3
送数
Q0n
Q1n
Q2n
Q3n
d0~d3——D0~D3端的稳态输入电平
Q00、Q10、Q20、Q30——规定稳态输入条件建立前Q0、Q1、Q2、Q3的电平
Q0n、Q1n、Q2n、Q3n——时钟上升沿前Q0.Q1.Q2.Q3的电平
（4）显示电路：
这里我用的是74LS248,。
74LS248是BCD码七段译码器兼驱动器。
其外引线排列图见上图所示。
74LS248具有以下特点：
消隐（灭灯）输入BI`低电平有效。
当BI`=0时，不论其余输入状态如何，所有输出为零，数码管七段全暗，无任何显示。
可用来使显示的数码闪烁，或与某一信号同时显示。
译码时，BI`=1。
灯测试（试灯）输入LT`低电平有效。
当LT`=0（BI`/RB0`=1）
时，无论其余输入为何状态，所有输出为1，数码管七段全亮，显示数字为8。
可用来检查数码管、译码器有无故。
译码时，LT=1。
脉冲消隐（动态灭灯）输入RBI`=1时，对译码无影响；
当BI`=LT`=1时，若RBI`=0，输入数码是十进制零时，七段全暗，不显示，输入数码不为零，则照常显示。
在实际使用中有些零是不显示的，如004.50中的百位的零可以不显示；
若百位为零且不显示，则十位的零也可不显示；
小数点后第二位的零，不考虑有效位时也可不显示。
这些可不显示的零称为冗余零。
脉冲消隐输入RBI`＝0，可使冗余零消隐。
脉冲消隐（动态灭灯）输出RBI`与消隐输入BI`共用一个管脚４，当它作输出端时，与RBI`配合，共同使冗余零消隐。
以三位十进制数为例。
十位的零是否要显示，取决于百位是否为零，有否显示，这就要用RBO`进行判断，在RBI`和Ａ３～A０全为零时，RBO`＝0，否则为１。
百位为零，且RBI`＝0（百位被消隐），则百位RBO`和十位RBI`＝0，使十位的零被消隐，其余数码照常显示。
若百位不为零，或未使零消隐，则百位的RBO`和十位的RBI`全为１，使十位的零不具备消隐条件，而与其它数码一起照常显示。
74LS164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。
数据通过两个输入端（DSA或DSB）之一串行输入；
任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。
两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。
时钟（CP）每次由低变高时，数据右移一位，输入到QA，QA是两个数据输入端（A和B）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。
其功能表如下：
电路在数码管驱动器和数码管间接排阻以减少电流。
用74LS164的输出接在数码管驱动器的灭灯端来控制数码管的开关。
将四位BCD码输入到数码管驱动器中使数码管显示相应的数字。
（5）主控电路：
用按键S11来清除数字重按，用开关S12的打开与关闭来表示话机被摘下与挂机2种状态。
当S11按下时，所有移位锁存器中的数清零，所有数码管熄灭。
当S12接1时，无论怎么按数字键，数码管全都不亮，只有当S12接0时才能正常输入数字并显示。
5、电路完整工作过程描述（总体工作原理）
先把开关S12接0，然后按下数字按键进行输入。
输入的信号经过74LS147编码输出四位8421BCD码，取反后输入到第一个74LS194。
当数字按键产生的脉冲进入74LS194后，第一个74LS194中的四位BCD码输出到第二个74LS194的输入端和74LS248的输入端。
四位BCD码经过74LS248变成7个2进制信号输入到数码管中使之显示相应的数字。
再按下第二个数字按键时，又产生一个新的四位BCD码输入到第一个74LS194中。
此时第二个74LS194中存有第一次的BCD码，第一个74LS194中有第二次的BCD码。
再来一个脉冲，BCD码经过74LS248译码使数码管显示相应的数字。
其后的各位输入也一样。
而当按下J11或J12接1时，数码管全部关闭，各74LS194和74LS164中的值都清零。
元件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
S
PB_DPST
触点开关
11
J12
SPDT
双端闸刀开关
U17
74LS147
10线-4线优先编码器
U18
74LS21
4输入端与门
U21
74LS04
非门
U11
74LS194
并入并出移位寄存器
R1
RPACK
250Ω排阻
U5
74LS248
共阴7段数码管译码驱动器
U33
74LS164
串入并出移位寄存器
U35
74LS09
2输入端与门
U25
SEVEN_SEG_COM
7段共阴极数码管
6、仿真调试与分析
（1）仿真图
（2）数字的输入：
（3）清零与再输入：
S11按下后清零。
（4）挂机后数码管全熄灭，输入无效：
S12接1后数码管全灭。
其他按键按下也没有显示。
7、PCB分层打印
（1）Top层
（2）Bottom层
（3）丝印层
（4）PCB全图
四、设计总结
通过这次的课程设计中，我对于书上的知识有了进一步的了解，使我的动手能力有了很大的提高。
在查找资料的时候，我觉得好象还是蛮简单的，但在一实际动手后，才发现并没有想象中的简单。
我们不光只是掌握课堂上学过的东西，还得学会灵活应用才可以。
网上资料虽多，但是真正有价值的资料却要经过反复筛选才能得到，对于各种芯片的数据手册，最好直接看英文原版。
这次课程设计主要还是让我们活学活用自己的数电知识，使我更加熟悉了数字电路，对串入并出移位寄存器74LS164、双向移位寄存器74LS194、10线-4线优先编码器74LS147、七段显示译码器74LS248等有了一定的了解。
对于集成电路也有了进一步了解，不比在我刚拿到设计任务书的时候那种无从下手的感觉，后来经过同学们之间相互交流与学习使自己学到了很多更好的思维方法。
对于设计这种课题如何进行分析，如何进行改进，有了比较全面的认识。
5、参考资料
[1]《数字电子技术基础》康华光主编，高等教育出版社。
[2]《电子设计基础》曹文主编，机械工业出版社。
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