的作用下,芯片实现的仍然是十进制,但是由于数码管最低位接高电平,在数码管显示的则是奇数列,但是显示的时间间隔是正常自然序列的2倍,为了实现相邻显示时间间隔相等,我们可以利用二分频电路解决上述问题。其序列显示电路图如图12 图12 奇数序列的现实电路图
V150 Hz 5 V 0VCCVCC5VU2345671091ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKQAQBQCQDRCO1413121115U1243DCD_HEX_DIG_GREEN1274LS160D
2.偶数列
将偶数0,2,4,6,8用8421BCD码分别表示为“0000”,“0010”,“0100”,“0110”,“1000”,可以发现最后一位都为0,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低电平就可以实现偶数序列了。虽然在每个脉冲触发的作用下,芯片实现的仍然是十进制,但是由于数码管最低位接高电平,在数码管显示的则是偶数列,但是显示的时间间隔是正常自然序列的2倍,为了实现相邻显示时间间隔相等,我们可以利用二分频电路解决上述问题。其序列显示电路图如图13
图13 偶数序列的现实电路图
V150 Hz 5 V VCC13456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKU1VCC5VU2QAQBQCQDRCO1413121115DCD_HEX_BLUE42374LS160D03.2.4音乐序列显示电路
音乐序列的特点是从0显示到7后又再变为0,这里可以将数码管的最高位固定接低电平就可以实现了。因为74LS160的输出端只有三个与数码管相接,当74LS160的输出为“1000”和“1001”时,这时由于数码管最高位是固定接低电平的,也就是数码管的输入端仍是“0000”,“0001”。这样数码管的显示就又变成0和1了。其序列显示电路图如图14
VCC 1 V103456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKU2VCC5VU1QAQBQCQDRCO1413121115DCD_HEX_YELLOW432 50 Hz 5 V 74LS160D图14 音乐数列的现实电路图 3.3脉冲产生电路的设计
由于上述设计中所用到的芯片全要有脉冲信号的触发才能完成相应的功能,所以就需要用到脉冲产生电路。我这里用到的是用555定时器设计的多谐振荡器,多谐振荡器的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。而用555定时器设计的多谐振荡器也有很多优点,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。
设R3和R2的上半部分为RA,R1和R2的下半部分为RB,电容C2两端的电压为VC。接通电源后,电容C2被充电,当VC上升到2/3VCC时,使输出电压为低电平,同事放电三极管T导通,此时电容C2通过RB和T放电,VC下降。当VC下降到2/3VCC时,V0翻转为高电平。当放电结束后,T管截止,VCC将通过RA 和RB 向电容器C2充电,当VC上升到2/3VCC时,电路又翻转为低电平。如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。其电路图如图15
图15 脉冲产生电路
3.4二分频电路的设计
因为奇、偶序列数字显示时间间隔是自然序列和音乐序列的2倍,为了实现显示数字时间间隔相等的要求,可以使用二分频电路,让自然序列和音乐序列的显示时间与奇偶电路的显示时间相等。
JK触发器可以构成二分频电路。由于JK触发器的状态方程为
Qn?1?JQn?KQn,将JK触发器的J、K端均接在高电平,则从输出端Q输出的是二分频后的时间脉冲,其时间间隔为原脉冲的2倍。其电路图如图16
图16二分频电路
01V11kHz 5 V A+_+B_XSC1Ext Trig+_VCC5V24U1A~1PR1J1Q5VCC3121K~1Q674HC113D_6V
3.5电源电路图的设计
图17 电源电路的设计
3.6总电路图的设计
这个电路图可以实现设计的要求,可以依次输出自然数列,奇数序列,偶数序列还有音乐数列,而且还可以循环输出,数码管的显示的间隔时间也可以通过调节脉冲信号的频率来进行调整。
电路图中四个74LS160的输出端口分别与四个与门相接,然后再将四个门电路的输出端分别与数码管的输入端相接。其中产生自然数列和音乐数列的脉冲信号的频率是产生奇数序列和偶数序列的脉冲信号的频率是2倍,这是因为为了实现数字显示时间间隔相等的要求,这里利用二分频器很好地实现了这一功能。
当打开电路的开关后,首先就是输出自然序列,这时是U1先工作,它的清零端接的是“1“,这时就是它处在计数的操作,然后输出通过与或门相接再接至数码管的输入端,就可以依次显示从0到9,当U1的输出要从9变到0的瞬间,它