脈沖按鍵電話按鍵顯示器設計報告講解

1、課程設計成果說明書題 目： 脈 沖 按 鍵 電 話 按 鍵 顯 示 器 學生姓名：學號 ：學院 ：班 級 ：指 導 教 師 ：2011 年 6 月 12 日課程設計任務書2010 2011 學年 第 2 學期學院 機電工程學院 班級 A09 電氣（ 1）、（2） 專業(yè) 電氣學生 姓名（學 號）課 程名稱數(shù)字電子技術課程設計設計 題目脈沖按鍵電話按鍵顯示器完成 期限自 2010 年 6 月 30 日至 2010 年 7 月 6 日 共 1 周設 計 依 據(jù)電話是人們?nèi)粘Ｉ钪型ㄔ挼墓ぞ撸?現(xiàn)設計具有 12 位顯示的電 話按鍵顯示器。設計要求及主要內(nèi)容1、能準確反映按鍵數(shù)字，例如按下“ 5”，則顯

2、示器顯示 5。2、顯示器顯示從地位向高位移位，逐位顯示按鍵數(shù)字， 最低位 為當前輸入位。3、重按鍵時，能首先清除顯示；4、在掛機 2min 后或按熄滅按鍵，熄滅顯示器顯示。參 考 資 料1、彭介華主編 電子技術課程設計指導第一版 北京：高 等教育出版社， 1997。2、郁漢琪編 數(shù)字電子技術實驗及課題設計 。北京：高等 教育出版社， 1995。指導 教師簽字日期摘要：本次課程設計的目的是為了鞏固我們對數(shù)字電子技術課程所學過的內(nèi)容，能夠運用課程中所掌握的數(shù)字電路的分析和設計方法解決實際問題，培養(yǎng)分析問題， 解決問題的能力。我們在設計此課題中要求設計一個具有 12 位顯示的電話按鍵顯示器。 能準確

3、顯示按鍵數(shù)字， 并且數(shù)字依次從右向左移動顯示， 最低位為當前輸入位。 同時設置清除鍵， 能使顯示器立即 清除當前的顯示。最后要設計一個震蕩器，使其產(chǎn)生 1HZ 的脈沖，來做定時電路。在掛機 2min 后或者按熄滅按鍵，能達到熄滅顯示器顯示的功能。在這個設計中，我們用到了編碼 器，移位寄存器，譯碼顯示器等芯片及元器件。對于它們的工作特性，會有進一步的理解。關鍵詞： 脈沖，移位，顯示器目錄路設計總體思路元電路的設計三 原理圖的設計四 總結(jié)心得體會五參考文獻電路設計總體思路根據(jù)此課程設計任務書的要求，我們將設計一個具有 12 位的脈沖電話顯示器。 其最大的功能就是移位顯示。 所以， 移位寄存器和譯碼

4、顯示器將是最主要的元器件。 起初， 我們困惑于移位寄存器將怎么樣對自己輸入的數(shù)字進行移位。 于是我們想到， 首先用編碼器對我們輸入的數(shù)字進行編碼，然后在進行移位。再將移位后的數(shù)據(jù)通 過譯碼顯示器來實現(xiàn)最后的移位顯示。對于它的清除功能和滅燈功能，我們將利用 移位寄存器的清零端和譯碼顯示器的滅燈端實現(xiàn)。其中，還要設計定時部分，來達 到掛機 2min 后滅燈的求。數(shù)字鍵入譯碼顯示電路電話按鍵顯示器的總體參考方案框圖二單元電路的設計電路設計中， 用到的芯片有雙向移位寄存器 74HC194（十二片），10線-4 線優(yōu)先編碼器 SN74147（一片），七段顯示譯碼器 74HC4511 （十二片），LED

5、顯示器（十二片） 。電話號碼移位設計電路是通過按不同的按鍵來控制電話號碼的撥打情況的。 通過一個清 除端可以控制（當輸入錯誤號碼后， 清除當前號碼，再重新輸入一組新的號碼時） 電話號碼 的輸入， 這樣可以自如的輸入和更改電話號碼。 電話號碼顯示器主要由一片編碼器和十二片 移位寄存器組成。十進制號碼經(jīng)按鍵輸出后由一片74147 編成 4 位二進制 BCD 碼并行輸入 到移位寄存器 74HC 194 ，再利用移位寄存器的并行輸出功能把左邊 4位BCD 碼移向右邊同時輸出給譯碼顯示器顯示出來。 其中當移位寄存器的清零端接入低電平時， 將清除號碼， 這里用開關按鍵來控制。當按下滅燈按鍵時，譯碼顯示器接

6、入低電平，使其滅燈。掛機后（按下掛機鍵），使脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生 1HZ 脈沖，將脈沖通過計數(shù)器計數(shù)，再結(jié)合邏輯電路使整個定時電路在 2min 后輸出低電平。此低電平接入譯碼顯示器的滅燈端時，也能達到滅燈的要求。下圖是 74147 的集成塊外線引腳圖圖是 74147 的功能表：74147 是 10 線 4 線優(yōu)先編碼器，由上表不難看出，允許I0I 9當中同時有幾個輸入端為低電平，即有編碼輸入信號。 I9 優(yōu)先權最高， I1 的優(yōu)先權最低。當 I 9=0 時，無論其它輸入端 有無輸入信號（表中以 X 表示），輸出端只給出 I9 的編碼，即 DCBA=0110 。當 I9=1 、I8=0 時，無論其余

7、輸入端有無信號， 只對 I8編碼，輸出 DCBA=0111 。其余的輸入狀態(tài)依次類推。 編碼后輸出要接反相器，然后接入移位寄存器。下圖是 74HC194 集成塊外線引腳圖：S0、 S1 來控制。詳移位寄存器 74HC194 ，它是 4 位雙向移位寄存器，最高時鐘頻率為 36MHZ 。它具有并 行輸入、并行輸出，左移和右移的功能。這些功能均能通過模式控制端見下表：S0S1功能00保持01右移10左移11并行置數(shù)在 ABCD 端送入 4 位二進制數(shù)，并使 S0=S1=1 時，該 4 位二進制數(shù)同時并行輸入至寄 存器。當 CP 到來后，在 CP上升沿的作用下， 4位二進制數(shù)并行輸出；若 S1=0，S

8、0=1 時， 則該 4位二進制數(shù)被串行送入到右移數(shù)據(jù)輸入端D，在CP上升沿作用下，同步右移；若 S0=1，S1=0，數(shù)據(jù)同步左移；若 S1= S0=0，寄存器保持。圖是 74HC194 集成塊的功能表：時鐘脈沖發(fā)生器主要由 555 集成定時器、電阻和電容構(gòu)成的。首先介紹一下 555 集成定時器， 555 集成定時器是模擬功能和數(shù)字邏輯功能相結(jié)合的一 種雙極型中規(guī)模集成器件。 外加電阻、 電容可以組成性能穩(wěn)定而精確的多諧振蕩器、 單穩(wěn)態(tài) 電路、施密特觸發(fā)器等，應用十分廣泛。我們用 555 集成定時器構(gòu)成的多諧振蕩器來產(chǎn)生脈沖。多諧振蕩器的電路圖如下：當接通高電平時，從電路的 OUT 端口輸出一定

9、頻率的脈沖。其振蕩周期與充電放電的時間有關。充電時間： Tph 0.7(R1+R2)C放電時間： Tpi 0.7(R2*C)振蕩周期： T 0.7(R1+2*R2)C=1S (R1=42K R2=50K C=0.01uF )產(chǎn)生一定的周期脈沖后， 經(jīng)過二進制計數(shù)器進行計數(shù)。 設計中我們采用 1HZ 周期脈沖， 所以 當計數(shù) 120 次后，通過上圖結(jié)合邏輯門電路輸出低電平。備注：這是各器件工作電源的產(chǎn)生電路。由 220V 交流降壓，整流，濾波，穩(wěn)壓產(chǎn)生 5V 直流電源。CP 端。（本這是由 555 定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 有它產(chǎn)生上升沿脈沖輸入到移位寄存器設計中的電話數(shù)字按鍵也是有防抖動按鍵

10、構(gòu)成）四總結(jié)心得體會在這為期一個月的課程設計中， 使我們對于書上的知識有了進一步的了解。 在查找資料 的時候，我們覺得好象還是蠻簡單的，但在一實際設計中，才發(fā)現(xiàn)并沒有想象中的簡單。我 們不光只是掌握課堂上學過的東西，還得學會靈活應用才可以。這次課程設計主要還是讓我們活學活用自己的數(shù)電知識，使我們更加熟悉了數(shù)字電路， 對雙向移位寄存器 74194、 10線-4 線優(yōu)先編碼器 74147、七段顯示譯碼器等有了一定的了解。 對于集成電路也有了進一步了解，不比在我們剛拿到設計任務書的時候那種無從下手的感 覺，后來經(jīng)過同學們之間相互交流與學習使自己學到了很多更好的思維方法。 對于設計這種 課題如何進行分析，如何進行改進，有