电子设计基础课程设计数字显示电路

《电子设计基础》课程设计

设计题目：数字显示电路学生班级：通信0904

学生学号：20096152

学生姓名：刘明

指导老师：刘春梅

时间： 2011.6

西南科技大学

信息工程学院

一. 设计题目

用数字电路设计一个数字显示电路。

二. 设计要求与内容

1. 用编码器、译码器、按键、七段显示器设计一个数字显示电路，按下0—9中的一个数字键，要求该显示电路能够在数码管上显示出对应的数字，按下第二个按键，个位数左移至十位，个位显示显示第二次按键值。

2. PCB 绘制要求：线宽0.5mm ，焊盘内径0.4mm ，外径0.7mm 。

三. 设计目的

1. 掌握数字电路的设计方法，运用集成芯片完成电路的设计。

2. 掌握multisim 软件的使用，能运用multisim 进行电路仿真。

3. 掌握protel 软件的使用，能用protel 画原理图以及绘制PCB 电路板

四．设计原理

1. 题目分析

要求要用气短显示器显示数字，则需要编码器和译码器，又要显示十位数字，且要慢一位，就需要寄存器使之存储上一个状态。

2.电路框图

3.主要器件介绍 （1）74147编码器

10线-4线优先编码器74147,74147优先编码器的功能表如图：

分析功能表可知：

A.输入信号IN1-IN9的编码有效电平是低电平。

B.输出是反码形式的8421BCD码。

C.输入信号IN9的优先级最高，IN8次之，其余类推。

（2）4511译码器

4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。功能表如下：

（3）74LS194移位寄存器

74LS194是4位双向移位寄存器, 74LS194的最高时钟脉冲为36MHZ，其逻辑符号及引脚排列如下图：

图1.SN74LS194D管脚图

其中：D

0～D

1

为并行输入端；Q

～Q

3

为并行输出端；

S R ――右移串行输入端；S

L

－－左移串行输入端；

S 1、S

――操作模式控制端；――为直接无条件清零端；

CP――为时钟脉冲输入端。

SN74LS194D功能表

（4）74LS175寄存器

逻辑符号如图：

其中，RD是异步清零端，即当RD=0时，不管其他输入端的状态如何（包括是中脉冲CP），寄存器输出将直接置零。在寄存器中存储数据之前，必须先将寄存器清零，否则有可能出错。D0、D1、D2、D3为并行数据输入端，Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端，当然相应的反脚也可以为输出端。功能表如图：

五．总仿真电路

所用器件：单刀单置开关10个，1KΩ电阻10个，74LS11两块，74LS04一块，74LS194一块，74LS175一块，4511两块，七段显示器两块，74LS20一块，导线若干。

运用multisim化的仿真电路如图

R1

1k¦¸

R2

1k¦¸

R3

1k¦¸

R4

1k¦¸

R5

1k¦¸

R6

1k¦¸

R7

1k¦¸

R8

1k¦¸

R9

1k¦¸

R0

1k¦¸

J1

Key = A

J2

Key = A

J3

Key = A

J4

Key = A

J5

Key = A

J6

Key = A

J7

Key = A

J8

Key = A

J9

Key = A

J0

Key = A

VCC

5V

U1

74147N

A9

B7

C6

D14

3

13

4

1

5

2

2

12

1

11

8

5

7

4

6

3

9

10

U2A

74LS11D

U4A

74LS04D

U5A

74LS04D

U6A

74LS04D

U7A

74LS04D

U8

4511BD_5V

DA

7

DB

1

DC

2

DD

6

OA13

OD10

OE9

OF15

OC11

OB12

OG14

~EL

5

~BI

4

~LT

3

U9

A B C D E F G

CK

GND

U11

4511BD_5V

DA

7

DB

1

DC

2

DD

6

OA13

OD10

OE9

OF15

OC11

OB12

OG14

~EL

5

~BI

4

~LT

3

U12

A B C D E F G

CK

GND

37

36

35

34

33

32

31

22

2120

19

18

17

16

15

14

13

12

1

2

3

U13

74LS194D

A

3

B

4

C

5

D

6

SL

7

QA15

QB14

QC13

QD12

SR

2

~CLR

1

S0

9

S1

10

CLK

11

U10

74LS175D

1D

4

CLK

9

1Q2

~CLR

1

2D

5

3D

12

4D

13

~1Q3

~2Q6

3Q10

~3Q11

2Q7

4Q15

~4Q14

23

24

25

26

U14A

74LS04D

27

28

29

30

39

40

41

42

43

U15A

74LS11D

44

910

U3A

74LS11D

U16A

74LS11D

5

6

7

VCC

8

U17A

74LS20D

11

38

45

46

47

六．仿真结果

1.在没有输入时，两个显示器什么也不显示，按下第一个按键“5”后，个位显示数字“5”，十位显示“0”；

3.第二次按下数字“9”，个位显示“9”，十位显示“5”；