哈工大电工综合设计完整版

时间：2013春季学期班级：1108101学号：1110810104姓名：陈文华

11.驱动七段共阴极LED数码管的译码电路

一、设计要求：

（1）输入变量A、B、C来自计数器，按顺序000~111计数。当ABC=000时，数码管全灭；以后要求依次显示H、O、P、E、F、U、L七个字母。

（2）输入变量A、B、C来自计数器，按顺序000～111计数。当ABC=000时，数码管全灭；以后要求依次显示1、1、0、8、1、0、1（或1108102、103、104）七个数字（根据自己的班级号）。

二、设计方案：

1.设计原理及设计方案选择

(1)a.本题目要求来自计数器的变量A、B、C，所以需要一计数器，使其八进制计数。A、B、C输出还不能直接接数码显示器，需要经过一译码器，将具有特定含义的二进制代码译成对应的输出信号，然后根据题目要求对译码器的输出进行逻辑运算，接到数码管显示。

b.根据学过的知识，对于计数模块，异步集成计数器74LS90和同步集成计数器74LS161都能实现要求，本设计采用的是异步集成计数器74LS90。通过接线方式的处理就可以实现八进制计数。

c.对于译码模块，采用的是3线—8线译码器74LS138。将计数器的ABC（D在本次设计中不需要接到输入）输出接到译码器的输入，经过译码器译成对应的输出信号，这样就可以对能实现要求的信号进行逻辑运算了。

为了实现设计要求，需根据要显示的内容和输出信号来进行逻辑运算，如下：

译码输出：

C B A Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

00001111111

00110111111

010********

01111101111

10011110111

10111111011

11011111101

11111111110

要显示的内容：

a.显示H、O、P、E、F、U、L七个字母：

a b c d e f g显示字形

0000000数码管全灭

0110111H

1111110O

1100111P

0167045703457013500267

b.显示1、1、0、8、1、0、1七个数字：

a b c d e f g显示字形

0000000数码管全灭

01100001

01100001

11111100

11111118

01100001

11111100

01100001

可算出：a=d=e=f=0Y1Y2Y5Y7Y b=c=0Y g=4Y

（2）工作原理：注：为读图方便，陈述中用到的符号均和软件中的一致。

要设计成八进制计数器，QA应该接到INB，这样是十进制计数，为实现八进制用“反馈归零”法，在其输出1000时清零，所以应将输出QD接到置0端R01和R02，置九端R91和R92接到“0”电平，INA接外部的脉冲信号。这样一来它从初态“0000”开始计数后，计到第八个脉冲时，输出QD、QC、QB、QA为“1000”状态，此时QD的“1”电平加到R01和R02使得计数器复位，回到“0000”初态，经过八个计数脉冲电路就循环一周。

需要的只是ABC三个输出，所以只需将ABC三个输出接到3线—8线译码器74LS138的三个输入端ABC，G1接高电平“1”，G2A和G2B均接到低电平“0”，这样译码器处于工作状态，输出对应的Y0～Y7。

显示功能由共阴极LED数码管实现，将译码器的输出经过各种运算达到要求输入到数码管。在脉冲输入信号的作用下，两个数码管就能依次显示“1108101”和“HOPEFUL”,实现设计要求。

2.元器件选择及参数计算

74LS901片

74LS1381片

共阴极LED数码管2个

函数发生器1台

74LS083片

74LS215片

74LS041片

74LS111片

直流电源1个

时间：2013春季学期班级：1108101学号：1110810104姓名：陈文华三、设计电路：

四、设计总结：

1.调试过程中遇到的问题

（1）看到题后的第一感觉是需要是需要利用开关来控制不同的输入组合来显示不按一定顺序显示的字，这样设计会非常麻烦，一时间觉得很棘手，没有思路；

（2）电路需要一个非门，但未在软件中找到，于是用了个与非门来实现，使得电路复杂了；

(3)连接好电路后，发现显示的不正确。

2.对所遇到问题的分析、处理、解决方法

（1）这个问题的出现是自己对于题目的理解不透，思路的方向错了。后来在与同学的讨论研究中，准确理解了题目，有了一定的较清晰的设计思路，这样一来，这个问题就没有怎么难了。当信号从计数器出来经过译码器译码后，根据设计的要求，列出真值表，算出需要的逻辑运算，利用元器件满足运算关系直接输入到数码管就实现了问题的要求。

（2）发现问题后，然后又仔细的在书中找型号，在软件中找器件，终于找到了反相器74ls04，使得电路简单一些了。

（3）这个问题出现后首先是觉得电路本身出现的问题，电路不对。经过多次的检查都没有发现电路的设计和组成有什么问题。后来发现原来是数码管本来应该接低电平的一端接成了高电平。

3.设计收获和心得体会

时间：2013春季学期班级：1108101学号：1110810104姓名：陈文华

本设计体会到对于问题正确性理解的重要性,这个设计本来是很简单的，但是当你不理解问题时，就显得非常难，也会误导自己向错误的方向思考解决问题。所以当面对一个问题时，首先想到的不是要怎么解决它，而是先去分析理解它，分析其产生的原因，问题的根本，要解决的方向，然后再去想解决问题的好的对策。这样才不会作无用功，“把功用到刀刃上”才更有利于解决问题。