彩灯循环显示控制电路课程设计(3)

2019-08-31 12:47

2.2 数列显示部分

这个部分是利用74LS160D计数器来实现的。根据数列不同的特点来连接电路的。电路图如图7(以自然序列为例)

U3VCC5VU50345671091ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO1413121115DCD_HEX9678V150 Hz 5 V 10274LS160D 图7 数列显示电路原理图

其中主要使用的是74LH160D来实现的,其功能表以及引脚图如下图所示。

图8 74HC160的引脚图

表4 74HC160 CLR LOAD ENP ENT CLK A 0 1 1 1 1 × 0 1 1 1 × 0 1 1 × × 0 1 × 1 × POS POS × × × × × × × B × × × × × C × × × × × D × × × × × QA 0 A QB 0 B QC 0 C Count QD 0 D RCO 0 ﹡1 ﹡1 QA0 QA0﹡QB0 QB0 QC0 QC0 QD0 QD0 ﹡1 ﹡1

2.3 脉冲信号的产生

产生信号脉冲的方法很多,充分结合本学期《数字电子技术》课程里的知识,这里我在设计的时候选用的是用多谐振荡器,它是一种在接通电源后,就能产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器,常做为脉冲信号源。由于不用接输入信号就可以产生所需要的矩形波,所以在设计的时候就选用这个方案。而选用的电路是用555定时器构成的,因为555定时器能很方便的接成施密特触发器,可以先把它接成施密特触发器,然后在其基础上该接成多谐振荡器,而且通过模电知识可知道555定时器内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,用它组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小,这样使产生的矩形波更稳定。如下图,只要把施密特触发器的反向输出端经RC积分电路接回到它的输入端,就构成了多谐振荡器。通过改变R和C的参数即可改变振荡频率,用CB555组成的多谐振荡器最高振荡频率约500HZ,用CB7555组成的多谐振荡器最高振荡频率约1MHZ.

电路图如图9

图9 脉冲信号产生电路图

2.4 方案的确定

在数列循环的部分我采用的是用一个四进制计数器和一个译码器来实现的,这样避免了脉冲的混乱。

在数列显示部分用的是芯片74LS160的计数器的计数功能实现的。在脉冲信号产生的环节则就是采用555定时器构成的多谐振荡器。用555定时器设计的多谐振荡器,其优点是在接通电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器,而不需要再外加输入信号了。由于555定时器内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。

第 3 章 单元电路的设计及其原理

3.1 数列循环电路的设计

在这个部分主要是应用了一个四进制的计数器和一个译码器,这个部分的作 用是为了使自然序列,奇数序列,偶数序列,音乐序列的循环显示。其中四个74LS160计数器的进位端与74HC390的CPA相接,这样就可以通过进位端状态由0变为1的瞬间给它一个脉冲触发,而另一个脉冲端则是与其输出端QA相接的,这样的接法是为了使74HC390实现8421BCD码十进制计数的功能。然后再让74HC390的输出端QA,QB分别与译码器74HC194相接,这样可以用译码器来控制计数器的动作状态,它可以决定由哪个74LS160计数器来工作。当QA,QB为“0”,“0”时,这时译码器的输出端就只有Y0为0,接一个反相器然后再接产生自然序列的计数器的清零端;这样就可以实现只有自然序列输出的功能,同理当QA,QB为“0”,“1”时,这是译码器的输出端就只有Y1为0,接一个反相器然后再接产生奇数序列的计数器的清零端,这样就可以实现只有奇数序列输出的功能; 当QA,QB为“1”,“0”时,这是译码器的输出端就只有Y2为0,接一个反相器然后再接产生偶数序列的计数器的清零端,这样就可以实现只有偶数序列输出的功能; 当QA,QB为“1”,“1”时,这是译码器的输出端就只有Y3为0,接一个反相器然后再接产生音乐序列的计数器的清零端,这样就可以实现只有音乐序列输出的功能。其产生序列的功能就是这样实现的。其电路图如图10

图11 用译码器实现的循环电路

图10 用译码器实现的循环电路

3.2 序列显示电路的设计 3.2.1十进制自然序列的显示电路

由于74HC160本身就是一个十进制计数的芯片,因此对于这个部分就只需按照其功能表来接电路就可以实现十进制自然序列输出了。在脉冲信号的触发下,计

0000→0001→0010→0011→0100→0101→0110→0111→1000→1001,然后再将计数器的输出端和数码管的输入端口相接就可以在数码管上面看到依次显示从0到9了。其序列显示电路图如图11

图11 自然数列的现实电路图

V150 Hz 5 V 10VCC5VU503456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO1413121115U3DCD_HEX967874LS160D3.2.2奇偶数序列显示电路 1.奇数列

将奇数1,3,5,7,9用8421BCD码分别表示为:“0001”,“0011”,“0101”,“0111”,“1001”,可以发现最后一位都为1,因此可以在上述十进制自然序列的基础上将数码管的最低位接高电平就可以实现奇数序列了。虽然在每个脉冲触发


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