数码管显示控制器实验报告.docx
课程设计实验报告
实验名称：数码管显示控制器
设计成员：****************
专业年级：****************
实验日期：******水*********
指导老师：水***水水水水**水*****
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1、实验目的；
设计简易数码管显示控制器
2、实验要求；
1.数码管显示器从自然数列开始，依次显示自然数列，奇数数列，偶数数列，音乐符号序列，然后再从自然数列开始显示的循环显示的功能。
2.数码管显示器具有很好的周期性与自动复位性。
3.设计中由控制端的输出信号自动控制各显示端自动循环显示，数码管显示器可应用于由八段LED数码管作为显示的灯饰中。
三、实验器材；
555定时器、74LS160、74LS48、74LS02、74LS08、74LS86、滑动变
阻器(5.6kΩ)、8段共阴数码管、电平开关、电阻(2kΩ、510Ω)、电容(10μF、0.3μF)。
4、设计方案；
该数码管显示器要实现循环显示四组不同的数列，即可以考虑设计四个显示端，每个显示端显示一组数列，让它们分别依次显示一次即实现了一个周期，再设计一个控制端，输出周期性的控制信号，并且每个数列显示端的周期是输出控制信号周期的四分之一，这样就可以让控制模块与显示模块实现周期的同步，即可解决循环显示的问题。
第一组数为自然数列，即可用十进制计数器(741s160芯片)与七段译码器(741s48芯片)和七段共阴数码管组成该数列的显示
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端，在分析其它数列可发现每列中的数均为自然数，则可以考虑以自然数列显示端为基础，再进行改进，设计其它几个显示端。
由于计数器需要输入时钟信号，则系统中可以用NE555及相关元件组成一个多谐振荡器，作为信号发生模块，即时基电路。
而控制模块与显示端模块均具有周期性，而后者的周期为四个十进制计数器的计数周期，要是两个模块实现周期相同，则控制端的周期性应与十进制计数器的周期有关，即该模块可以以十进制计数器为基础进行设计。
五、电路设计；
(1)信号发生模块设计
NE555芯片是一种模拟—数字混合电路芯片，它是由与非门和两个电压比较器及其他元件组成集成块，经常用来构成定时电路或矩形波、方波产生电路，本设计使用它构成多谐振荡器，该振荡器能产生稳定的时钟信号。多谐振荡器原理图如下：
R2
0e25%
555
555VIRTUAL
onF
o
图1多谐振荡器原理图
3
此多谐振荡器输出矩形波形脉冲频率可由充电时间常数和放电时间常数确定该系统的周期公式为T=(R1+R2)C1×1n2,为了便于观察实验现象，系统时钟信号周期应在一秒左右，故R1=5KΩ,R2为阻值为50KΩ的滑动变阻器，可以通过控制R2来改变时钟信号的周期进而改变数码管的显示频率。本设中，C=10μf,则周期的可变范围为34.65ms--3.465s,即可在通过调节R2可调至最佳观测周期。
(2)控制模块设计
该控制端由一个周期为四十个时钟周期的计数端和四个控制信号输出端组成，设计图如下：
VCC
VCC
5V
U16A
13
23
U2
a
0
8pc0
56
AD
c
74S86D
A1214
21
74Ls02N
S86D744s81g0
LR
74LS469
74ES02M
U
74LS08D
74Lso8D
17Jp
E1T
C0
L0A
7
dnh
8NT
b
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图2控制端设计图
其中根据741s160的计数条件与清零特性设计该模块的计数端。图中U2正常计数并且它的15脚(进位端)与U1的2(清零端)脚
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相连，两者之间组成十进制关系，而如图U1的12脚接1脚使它为
循环周期为4,该部分总的周期为四十个时钟周期。图中U2的
QD,QC,QB,QA分别对应四位BCD码从高到低的四位二进制数的位置。通过对QA,QB两位产生的信号作为控制输入信号，再加上门电路进行逻辑转换，使四个输出端循环输出高电平，在结合741s160的计数工作条件，实现四个显示端的依次循环显示。
由于QA,QB两个输出端在周期为4个计数单位中，输出依次为00,01,10,11,QA,QB接或非门，则只有在输出为00时，输出为1,其它时候为0。
QA,QB先接一个异或门，再让它的输出和QA的输出接进一个与门，该端口输出只有QA,QB为01时为1,其它时候为0。
当QA,QB先接一个异或门，再让它的输出和QB的输出接进一个与门，该端口输出只有QA,QB为10时为1,其它时候为0。
当QA,QB直