数字电子技术课程设计--数字倒计时设计

数字电子技术课程设计--数字倒计时设计内容摘要：

如此周而复始，在输出端就得到一个 5 周期的方波，其频率为： f=(R1+2R5)*C2，即 T=(R1+2R5)*C2。 根据要求，该系统中要使 555 构成多谐振荡电路产生 10Hz 的脉冲，因此，可取 R1=R5=47K,C2=10uF，通过计算得到 周期为 T= （ 47K+2 47K） 10610 =[3]。 用 555 定时器构成多谐振荡器电路如图所示。 电路没有稳态 ,只有两个暂稳态 ,也不需要外加触发信号 ,利用电源 VCC 通过 R1 和 R2 向电容器 C 充电 ,使 uC逐渐升高 ,升到 2VCC/3 时 ,uO 跳变到低电平 ,放电端 D 导通 ,这时 ,电容器 C 通过电阻 R2 和 D端放电 ,使 uC 下降 ,降到 VCC/3 时 ,uO 跳变到高电平 ,D 端截止 ,电源VCC 又通过 R1和 R2 向电容器 C充电。 如此循环 ,振荡不停 ,电容器 C 在 VCC/3 和2VCC/3 之间充电和放电 ,输出连续的矩形脉冲。 输出信号 uO 的脉宽 tW tW周期 T 的计算公式如下 :tW1＝ (R1＋ R2)CtW2＝ ＝ tW1＋ tW2＝ (R1＋ 2R2)C 图 6 用 555 构成的多谐振荡电路及波形 6 数码显示模块 图 7 数码显示电路原理图 本次设计中用发光二极管 LED 组成字型来显示数字。 这种数码管的每个线段都是一个发光二极管 ,因此也称 LED 数码管或 LED 七段显示器。 因为计算机输出的是 BCD 码 要想在数码管上 显示十进制数就必须先把 BCD 码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。 把能够将计算机输出的 BCD 码换成 7 段字型代码 并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中采用了常用的 74LS48。 七段显示译码器输出高电平有效 ,用以驱动共阴极显示器。 图 8 共阴 LED 原理图及表示符号 7 图 9 BCD 七段译码器驱动原理图 7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。 如果把 7 段数码管的每一段都等效成发光二极管的正负两个极，那共阴就是把 abcdefg 这 7个 发光二极管的负极连接在一起并接地；它们的 7 个正极接到 7段译码驱动电路 74LS48 的相对应的驱动端上（也是 abcdefg）。 此时若显示数字 1，那么译码驱动电路输出段 bc 为高电平，其他段扫描输出端为低电平，以此类推。 如果 7 段数码管是共阳显示电路，那就需要选用 74LS47 译码驱动集成电路。 共阳就是把 abcdefg 的 7个发光二极管的正极连接在一起并接到 5V 电源上，其余的 7 个负极接到 74LS47 相应的abcdefg 输出端上。 无论共阴共阳 7段显示电路，都需要加限流电阻，否则通电后就把 7段译码管烧坏了。 限流电阻的选取是： 5V电源电压减去发光二极管的工作电压除上 10ma 到 15ma 得数即为限流电阻的值。 发光二极管的工作电压一般在 ，为计算方便，通常选 2V 即可。 发光二极管的工作电流选取在1020ma，电流选小了， 7段数码管不太亮，选大了工作时间长了发光管易烧坏。 对于大功率 7段数码管可根据实际情况来选取限流电阻及电阻的瓦数。 发光二极管（ LED)由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成，可以单独使用，也可以组装成分段式或点阵式 LED 显示器件 (半导体显示器 )。 分段式显示器 (LED 数码管 )由 7条线段围成 8 型，每一段 包含一个发光二极管。 外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光，有红、黄、绿等色。 只要按规律控制各发光段的亮、灭，就可以显示各种字形或符号。 8 图 10 74LS48 管脚排列图及符号图 74LS 引脚 驱动功能表： 74LS48简介：工作电压 :5V。 74LS48除了有实现 7段显示译码器基本功能的输 9 入（ DCBA）和输出（ Ya～ Yg）端外， 7448还引入了灯测试输入端（ LT）和动态灭零输入端（ RBI），以及既有输入 功能又有输出功能的消隐输入 /动态灭零输出（ BI/RBO）端。 由 74LS48真值功能表可获知 7448所具有的逻辑功能： （ 1） 7段译码功能（ LT=1， RBI=1） 在灯测试输入端（ LT）和动态灭零输入端（ RBI）都接无效电平时，输入 DCBA经 7448译码，输出高电平有效的 7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。 除DCBA = 0000外， RBI 也可以接低电平，见表 1中 1～ 16行。 （ 2）消隐功能（ BI=0） 此时 BI/RBO 端作为输入端， 该端输入低电平信号时，表 1倒数第 3行，无论 LT 和 RBI 输入什么电平信号，不管输入 DCBA 为什么状态，输出全为“ 0”， 7段显示器熄灭。 该功能主要用于多显示器的动态显示。 （ 3）灯测试功能（ LT = 0） 此时 BI/RBO 端作为输出端， 端输入低。