数字动态扫描显示电路课程设计报告

数 字 电 路 课 程 设 计 报 告 课程名称:数字动态扫描显示电路 系部名称:电气工程系 专业名称:电子科学与技术 班级名称:08级电科二班 人:孔春红 学号:200831049 指导老师:徐增勇、朱小会 设计时间:2011-5-25~2011-6-10 一、前言 随着电子技术的飞跃发展,社会发展步入了信息时代,随着信息时代对人才高素质和信息化的要求,随着高等教育发展的趋势,人们的生活水平提高,对精神文明生活的要求也跟着提高,这对电子领域提出了跟更高的要求。 电子学是一门应用很广泛的科学技术,发展及其迅速。要想学好这门技术,首先是基础理论的系统学习,然后要技术训练,进而培养我们对理论联系实际的能力,设计电路的能力,实际操作的能力,以及培养正确处理数据、分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。同时也加深我们对电子产品的理解。 数字动态扫描显示电路作为此次课程设计的课题,我们采用一般意义上的设计,即采用集成芯片构成电路。 数字电路具有很多的优点: (1)便于高度集成化。由于数字电路采用二进制,因此单元电路的结 构简单,允许电路参数有较大的离散性,便于集成。 (2)工作可靠性高,抗干扰能力强。数字信号用二进制示,数字电 路的识别能力强。 (3)数字信息便于长期存放。 (4)数字电路集成产品多,通用性强,成本低。 (5)保密性好。数字信息容易进行加密处理,不易被窃取。 二、设计任务 设计一个动态扫描显示电路能够使各数码管按照一定的顺序轮流的发光显示。 三、整机框图 数字动态扫描显示电路是由固定频率的信号作为节拍发生器的时钟,由它控制节拍发生器各引脚的输出,使各引脚不断地轮流输出高电平影响各位驱动数码管的译码器,只有在和译码器相连的引脚输出为高电平时,此译码器驱动的数码管发光,否则数码管不发光。当各引脚输出高电平的频率达到一定程度时,感觉不到数码管的闪烁,从而保护了数码管并且不会影响数据显示。其原理框图如下图1所示: 图1 数字动态扫描显示电路原理框图 四、各部分电路设计 1、振荡电路 为了避免出现闪烁现象,扫描频率不能太低,人眼的临街闪烁时50HZ,一般可将显示位数N乘以50HZ,作为节拍发生器的时钟。在此我们选用由555定时器构成的多谐振荡器,电路如下图2所示,将555定时器TR端和TH端相连,对地接电容C1,对电源V DD接电阻R1和R2,为C1提供充电回路。R2为C1放电回路中的电阻,C2起滤波作用,主要用于消除高频干扰,以保证内部比较器阈值电压的稳定,这样便组成了多谐振荡器。(其中多谐振荡器的周期T=0.7 (R1+2R2)C1 。) 2、节拍发生器 节拍发生器是一个具有译码输出端的计数器。当时钟脉冲输入时,计数器开始计数,它的各输出端轮流输出高电平,这样可控制与计数器相连的译码器输出,从而控制数码管的动态显示数据。具体电路由具有八个译码输出端的八进制约翰逊计数器4022实现,这里只要求能够动态显示四位数据,所以使用4022的Y0 、Y1、Y2、Y3的四个输出端,由清零端CR控制Y0-Y3四个引脚轮流的输出高电平,电路如下图3所示: 图3 4022构成节拍发生器 当CR为高电平时,计数器清零,Y0引脚输出为高电平,与Y0引脚相连的译码器可以驱动数码管发光,与其他输出端相连的译码器无法驱动数码管发光。当CR为低电平时,计数器开始对输入的时钟脉冲CP进行计数,Y1 、Y2、Y3轮流输出高电平,当计数到四时,Y4引脚输出高电平使CR为高电平,计数器又清零。如此循环,可驱动数码管轮流发光显示相应的数字。由于每个引脚输出的频率大于50HZ,数码管闪烁的频率大于50HZ,仍然使人感觉到数码管是正常发光显示的。 3、译码器 译码器使用的是共阴极译码器74LS48。将Y0-Y3分别接到四个译码器的BI 消隐输入端,当哪一个引脚的输出为高电平时,该位译码器的BI为高电平。可以驱动数码管发光显示。其他位因BI为低电平,数码管不会发光显示。该译码显示 RESPACK-8 图6 数字动态扫描显示电路整机逻辑图 六、调试要点 1、用示波器观察振荡电路产生的信号。 2、振荡电路产生的信号加入到节拍发生器的时钟输入端,用示波器观察各引脚的输出。 3、节拍发生器的四个引脚和译码器相连,观察数码管的显示。 七、安装结果 达到了预期的设计目的,在连通电源时,数码管依次动态显示6、7、8、9四个数字。 继续阅读