动态数码管的电路设计

《数字电子技术课程设计》报告——动态数码管的电路设计

专业：电气工程及其制动化

班级：0922

姓名：张政

学号：0930117208

指导教师：刘传洋

2011年7月5日

一.课程设计目的

平时的理论对于我们来说是远远不够的，不尽要有理论基础，而且要有熟练

的实践能力，这次试验的主要目的是将我们平时课堂上所学的知识应用于实际，锻炼自己的动手能力，通过数字电子线路的设计、安装和调试，初步掌握数字电子线路单元电路的分析与设计方法。巩固所学理论，提高动手能力、创新能力和综合设计能力。为今后工作奠定坚实的基础。

二.课程设计要求

1、提出设计方案；要根据指导教师布置的课题，学会找参考书籍、查阅手册、图表和文献资料等。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

2、通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

3、学习电子设计自动化EDA（Electronic Design Auto matio n）工具multisim 并设计电路图，功能仿真。

4、列出需要的器件清单及其参数，掌握电子线路的焊接技术，了解印制版的制作技术。并进行线路调试。

5、掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力，能在教师指导下，完成课程任务。按任务要求，设计电路，计算参数，选择元器件。根据所设计的电路和所选择的元器件制板，焊接安装电路，并按照调试步骤进行调试。逐步排除故障最终达到设计要求。

6、撰写设计报告，写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸及心得体会了解与课题有关的电子线路以及元器件工程技术规范。

7、培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观念、工程观念和全局观点。

三.电路组成框图

U6

74LS48N A 7B 1C 2D 6OA

13OD 10OE 9OF 15OC 11OB 12OG

14

~LT 3~RBI 5~BI/RBO

4

U2

U4

74LS138N

Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7

7

A 1

B 2

C 3

G16~G2A 4~G2B 5GND

8

VCC 16R3

2X8DIP

4.7kΩ

VCC OUT

U3

555_TIMER_RATED

GND

DIS RST

THR CON

TRI VCC OUT

U3

555_TIMER_RATED

GND

DIS

RST THR CON

TRI VCC

5V

C1

1uF R11X4SIP 4.7kΩ

1

U1

74LS240N

1Y1181Y2161Y3141Y4121A121A241A361A48~1G 1GND

10

2Y432Y352Y272Y192A1

11

2A2132A3152A417VCC 20~2G 19U5

74LS161N

QA 14QB 13QC 12QD 11RCO

15

A 3

B 4

C 5

D 6ENP 7ENT 10~LOAD 9~CLR 1CLK

2

四、元器件清单

5.各功能块电路图

5.1 如下次块电路图是利用三态门（其中必须有两个高阻态）电路的原理（将

4个取反器输出的信号对应端连接到一起，并输入到显示译码对应端），

把四个一位二进制数转化为一个四位二进制数，从而构成四个四位二进

制数分别输入4线-16线译码器74LS48N的对应输入端，其中74LS240N

中的1G2G用于信号的片选输入译码器74LS48N，从而分别输入到对应的

数码管中，74LS48N把输入的四个信号译码，输入到数码管并通过电阻

r1，其中数码管用的是共阴接的，所以是高电平驱动，刚好与之译码对

应，其中电阻的作用有限制电流的作用和保护作用。

5.2

555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种应用电路，下面是将他接成多谐振荡器的图，多谐振荡器电路是一种矩形波产生电路。这种电路不需要外加触发信号，便能连续地，周期性地自行产生矩形脉冲。该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器电路。又因为其没有稳定的工作状态，多谐振荡器也称为无稳态电路。具体地说，如果一开始多谐振荡器处于0状态，那么它在0状态停留一段时间后将自动转入1状态，在1状态停留一段时间后又将自动转入0状态，如此周而复始，输出矩形波。常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号，此处用于产生片选的信号，

构成的多谐振荡器如图1所示，R3，R4和C是外接定时元件，电路中将高电

平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R4和C的连接处，将放

电端（7脚）接到R3，R4的连接处。

由于接通电源

电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件

所需要的电能。

瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）vcc，

故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截

止。这时，电源经R3，R4对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc

上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc

上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的

长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=（R3＋R4）C。

由于放电管VT导通，电容C通过电阻

电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，

简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。

R4和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放

电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）

Vcc时，输出uo。为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，电路又

翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻

转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之

间变化。

从而形成的周期性的脉冲，用于数码管的片选。