使用数字显示的旋转圆盘电路设计——毕业设计(编辑修改稿)

使用数字显示的旋转圆盘电路设计——毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

T/，代入数据得 C=2S/960 =。 计数器电路工作原理及芯片的选择 能够实现计数的计数器芯片有 74LS16 74LS16 74LS160 等，其中， 74LS161是具有多种功 能的集成同步 4 位二进制计数器，它具有计数、保持、同步预置、异步清零功能。 74LS163 是集成同步 4 位二进制计数器，采用的是同步清零方式，当 Cr为低电平时，在 CP 脉冲的上升沿到来时，计数器清零， Q4Q3Q2Q1=0000。 其他逻辑功能、计数工作原理与 74LS161 没有区别。 74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器，用 1 片 74LS160 可以设计一个低于 10 进制的任意进制计数器。 74LS160、 74LS16 74LS163 的逻辑功能相近，计数工作原理、引线排列图没有区别， 因此，在许多场合下可以互换。 本设计选用的是 74LS161 计数四川信息职业技术学院毕业 设计 说明书 第 8页 共 18 页 器芯片在电路中完成 37 进制计数功能。 74LS161 芯片介绍 74LS161 是具有多种功能的集成同步 4 位二进制计数器，它具有计数、保持、同步预置、异步清零功能。 其功能如表 33 所示。 表 33 74LS161 功能表 输入 输出 功能 C LD P T CP D C B A QDQCQBQA 0         0000 异步清零 1 0    d3 d2 d1 d0 d3d2d1d0 同步置数 1 1 0       保持 保持 1 1  0      保持 保持 1 1 1 1      计数 计数 74LS161 芯片 逻辑符号如图 34 所示。 C L R1C L K2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO157 4 F 1 6 1 A 图 34 74LS161 的逻辑符号 该计数器的端子有清零端 RD ，使 能端 EP、 ET，置数端 LD ，时钟输入端 CP，数据输入端 P P P P4；计数器的状态输出端有 Q1~Q4,进位输出端有 OC。 只有当使能端 ET 为高电平，且计数状态为 1111 时，进位端 OC 变成 1，从而产生进位信号。 当 RD为低电平时，不管其他输入状态为何种状态，都能使计数器清零。 由于计数器清零不受 CP 控制，故称为异步清零。 由于在本设计中计数器不需要清零，所以 RD 端子接的是高电平。 在 RD=1 的条件下，若 LD =0，在 CP 脉冲上升沿作用下 ， P PP P4 输入的数据将并行置入计数器的 Q Q Q Q4 之中。 预置的数 据 DCBA 被并行送到输出端，此时 Q4Q3Q2Q1=DCBA。 由于 LD 端子有同步并行预置数的功能，四川信息职业技术学院毕业 设计 说明书 第 9页 共 18 页 所以它接的也是高电平。 在 RD =LD 的前提下，电路有两种保持功能，其一是，当 EP=0、ET=1 时，计数器将保持各触发器状态不变，并同时保持进位信号 OC 的状态不变(OC=Q1Q2Q3Q4ET)；其二是，当 ET=0 时，计数器保持各触发器的状态不变。 所以EP、 ET 端子在电路中接的也是高电平。 当 RD =LD =EP=ET=1 时，电路处于计数状态，电路靠 CP 脉冲上升沿触发。 进位信号 OC 是当计数器为 1111 状态时为 1，其余时间为 0，其正脉冲 宽度等于 CP 脉冲的一个周期。 利用 74LS161 构成 37进制计数器 由于一片 74LS161 只能计到 16，而本电路完成的是 37 进制计数，所以需要两片74LS161 芯片来完成旋转圆盘电路的计数。 电路 如图 35 所示。 123456111287 4F 3 0CLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO157 4F 1 6 1ACLR1CLK2P13P24P35P46PE7LD9TE10Q411Q312Q213Q114CO157 4F 1 6 1A123U ? A7 4F 0 01 27 4F 0 4GNDGND+ 5VDCKCLPR+ 5VU?N P NV C CV C CU?NAND信号由 RC 环形振荡电路输入 图 35 37 进制计数器 图 35 是由两片十六进制计数芯片 74LS161 构成的单元电路，它可以完成 37 进制计数。 首先 将个位 74LS161 的输出端 Q1~Q4 的输出 Q1 和 Q4 接入 与非门 输入端 构成十进制 计数 器 ， 然后 通过个位 Oc 进位端向十位的 74LS161 进位。 当 计数脉冲的到来时 ， 个位计数器 芯片 开始从 0000 计数 ，当计 到 1001 时 ，通过 OC 进位计数端向十位进位，这时，十位计数器芯片 记为 0001，个位又从 0000 开始计数，开始新一轮的循环， 直到个位计到 0111，十位计到 0011，计到 36 电路高位和低位全部复位到 全零状态。 CP 时钟脉冲端来 脉冲又开始新一轮计数，当按下停止开关时，通过延时电路延迟，缓冲后停止计数。 计数器的信号由 RC 环形振荡电路通过非门和与非门输入，然后它的输出信号到七段译码器的输出段，通过译码器把信号送到 LED数码管。 七段数字显示译码器 译码器 芯片 有 74LS4 74LS49 等，其中 74LS48 是 BCD 七段译码器 /驱动器 ，它驱动的是共阴极数码管，使显示段发光。 而 74LS49 是 BCD七段译码器 /驱动器驱四川信息职业技术学院毕业 设计 说明书 第 10页 共 18 页 动的是共阳极。 旋转圆盘电路采用的是共阴极数码管，共阴极数码管应与输出端 为高电平有效的显示译码器配合使用， 所以电路选用的译码器是 74LS48。 七段数字显示译码器 74LS48 介绍 74LS48 芯片是 4 线 — 7 段译码器，它的功能是将输入的 4 位二进制代码转换成显示器所需要的七个段信号 a~g，它是与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器，真值表见表 34，其逻辑符号如图 36 所示。 B I/ R B O4RBI5LT3A7B1C2D6a 13b 12c 11。