数字电路课程设计--自动循环计数器与灯光显示电路

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1、 数字电子技术数字电子技术 课程设计报告课程设计报告 题 目：自动循环计数器与灯光显示电路 专 业：电气与电子工程学院自动化专业 班 级： 姓 名： 2014 年 1 月 目 录 一、设计内容及具体要求 二、设计思想与系统方案 三、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍. （一） 、 单脉冲产生部分. （二） 、译码驱动显示部分 （三） 、控制部分及循环加减计数部分 （四） 、灯光显示电路 四、总体电路设计图、工作原理及元器件清单 五、 硬件电路安装、调试测试结果，出现的问题、原因及解决方法 六、 总结与体会 七、参考文献 设计题目：自动循环计数器设计题目：自动循环计数器与灯光显示电路与灯光

2、显示电路 一、设计内容及具体要求 1、设计任务： (1) 电路能实现 39 加法和 39 减法循环计数。 (2) 三个彩灯红、绿、黄循环显示。彩灯显示状态表如下表所示。 CLK R G Y 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 1 0 0 4 1 1 1 5 1 0 0 6 0 1 0 7 0 0 1 二、设计思想与系统方案 根据题目要求，系统可以划分为以下几个部分，基本思想如下： （1）自动循环计数器 1、电源部分，由它向整个系统提供+5V 电源。 2、单脉冲产生部分：功能是由它产生单个脉冲，为循环计数部分提供计 数脉冲。 3、译码显示电路部分：计数器输出结果的数字显示。 4、

3、加/减控制电路部分：实现加或减循环计数功能由控制部分完成。 5、可逆计数器部分：完成 39 的可逆加或减循环计数。 系统设计方框图如图 1 所示。 图 1 39 加/减可逆自动循环计数器系统设计方框图 说明：由于本次课设为两个题目叠加而成，为了实现电路的灯光显示功能本次课 设的实际作品中将只显示 07 自动循环计数。 （2）灯光显示电路 根据彩灯显示的状态表分析，该电路由信号发生、计数器、显示译码器模块、 显示驱动电路构成。信号产生的脉冲作用于计算器，计数器实现 000111 状态的 输出，显示译码模块将计数器的输出转换成彩灯显示状态，由发光二极管显示输 出。彩灯显示电路框图如图所示： 加/减

4、控制电路 单脉冲产生 译码显示电路 可逆计数器 电源 计 算 器 显 示 译 码 器 显 示 驱 动 三三、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍、单元电路的设计、参数计算、器件选择及介绍： （一（一） 、） 、 脉冲产生部分脉冲产生部分 555 定时器多谐振荡器如图所示： 由于接通电源瞬间，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 R1，R2 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

5、 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 PH T 的长短与电容的充电时间有关。 由于放电管 VT 导通，电容 C 通过电阻 R2 和放电管放电，电路进人第二暂 稳态.其维持时间 PL T 的长短与电容的放电时间有关，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。所以，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。工作波形如下： 振荡周期 T=T1+T2 ，T1为电容充电时间， T2为电容放电时间 充电时间 T1=0.7(R1+R2)C 放电时间 T2=0.7R2C 频率 f=1/T （二） 、译码驱动显示部分（二） 、译码驱动显示部分 1、方案论证 方案一：采用 74LS47 TTL BCD7 段高有效译码/驱动器，数码管需选用共 阳极数码管。 方案二：74LS48 TTL BCD7 段译码器/内部上拉输出驱动。采用 74LS48 不需要外接上拉电阻。 确定方案：故采用 74LS48。由于 74LS48 输出是高有效，所以显示数码管选 用 LTS547R