纪念日数显电路报告.doc

通信电子线路课程设计报告 设计题目： 纪念日数显电路 专业班级： 09电子本（1）班 指导教师： 姓 名： 时间：2011年12月12日-23日 摘 要 本设计大部分运用数字电子技术基础知识，采用NE555组成的多谐振荡器产生矩形脉冲，十进制计数器CD4017接收脉冲信号，锁存、译码、驱动器CD4511驱动数码管。开关三极管通过他激式使开关管工作在饱和、截止（即开、关）状态，控制消隐脉冲的产生以及电流通断。关键词：数显，脉冲，译码，计数器目 录摘 要2第1章 设计的意义与目的4第2章 原理知识42.1 电路工作原理42.2 NE555组成的多谐振荡器52.3 十进制数译码器CD401762.4 1N4148玻封硅二极管62.5 显示译码器CD4511引脚图及功能62.6 LED数码管72.7 四2输入与非门CD40118第3章 EDA技术的运用83.1 Protel画图基础83.2 仿真软件proteus7.58第4章 组装焊接84.1 焊接84.2 元件清单9第5章 测试调试及测试结果9参考文献10第1章 设计的意义与目的纪念日数显装置电路是一个倒计时数显电路，显示纪念日的年月日以及距今倒计时间。设今天为距2012年1月1日还剩18天的日子，设计一个电路反复显示以上信息。显示方法：采用三个数码管，其中一个数码管反复显示2012 1.1；该数码管的下方并排放置另二个数码管，这二个数码管反复显示18，彼此工作节拍用表格表示如下：每一小方格为一个节拍（约为一秒），方格内按指定内容显示，凡空白格表示该节拍无任何显示。20121.120121.11818181818 要求：1、稳压电源输出用绿色发光二级管指示；振荡器输出用红色发光二极管指示。2、每次“18”显示时间不得小于4个节拍，也不得多于6个节拍且每次开始显示的“18”必须紧接在上一个数码管“1.1”后面出现，不得错位。第2章 原理知识 2.1 电路工作原理NE555及其周围元件组成振荡器产生矩形脉冲，输入到十进制计数分配器CD4017。CD4017的QoQ9依次输出计数脉冲，其中Q0、Q3、Q5、Q7输出经二极管D5、D6、D7、D8输送到BCD-七段锁存/译码/驱动器CD4511，驱动数码管。Q1、Q2不外接，Q4、Q6、Q8、Q9输出经二极管D4、D3、D2、D1至三极管VT，再经VT集电极输至CD4511的4脚，形成相应的消隐脉冲。Q7输出的另一路经R11让相应脉冲点亮数码管的小数点DP，于是有“2012 1.1”。Q9输出的另一路输至4011经反相延时器再反相至三极管基极，作为导通控制信号。当为高电平输出时，三极管导通，下方的两个数码管显示“1 8”并延时数秒。原理图 2.2 NE555组成的多谐振荡器R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U4NE555R1056kRV2100KC410uC510nR11510RD12LED+5VVo555组成的多谐振荡器可以用作各种时钟脉冲发生器，如图所示；图中为脉冲频率可调的矩形脉冲发生器，改变电容C4可获得时间较长的低频脉冲，调节电位器RV2可得到任意频率的脉冲信号，如秒脉冲，1kHz、10kHz等。由于电容C4的充放电回路时间常数不相等，所以图中所示电路的输出波形为矩形脉冲。2.3 十进制数译码器CD4017CD4017是一片CMOS十进制计数译码器亦计数脉冲分配器，逻辑功能图如图中所示。共有三个输入端，复位清零端MR,当在MR端输入高电平或正脉冲时，计数器清零，所有输出中只有对应“0”状态时Q0端输出高电平，其余输出均为低电平；CLK、E端为时钟输入端，其中CLK用于上升沿计数，E端用于下降沿计数，彼此间有互锁关系，若利用CLK计数时，E端应接地（低电平），而要利用E端计数时，CLK端应接高电平，反之则形成互锁。CO为进位端，CD4017每输入10个脉冲，就可得到一个进位脉冲，故CO亦可作为下一级计数器的时钟信号。2.4 1N4148玻封硅二极管1N4148为高速开关的典型产品，因其具有良好的开关特性，其反向恢复时间trr仅几纳秒，体积小，价格便宜，现已被广泛用于电子计算机、仪器仪表中的开关电路，还被用到控制电路、高频电路及过压保护电路中。1N4148的各项技术指标如表:最高反向工作电压URM(V)反向击穿电压UBM(V)最大正向压降UFM(V)最大正向电流IFM(mA)平均整流电流Id（mA）反向恢复时间trr（ns）最高结温TIM(OC)零偏压结电容CO(pF)最大功耗PM(mW)75100=1450150415045002.5 显示译码器CD4511引脚图及功能CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。用CD4511实现LED与接口方法如右图：功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A、B、C、D为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。2.6 LED数码管将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将b和c段接上正电源，其它端接地或悬空，那么b和c段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将a、b、d、e和g段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。2.7 四2输入与非门CD4011引脚图： CD4011内部逻辑结构图：第3章 EDA技术的运用3.1 Protel画图基础将所设计的原理图利用常用电路画图软件protel绘制，芯片的实际引脚图也可以通过该软件自行绘制，在实际焊接电路之前，一定要绘制出单线不交叉图，以利于实际电路布线，减少跳线或避免跳线，使实验板焊接的更美观。3.2 仿真软件proteus7.5 在设计中另一实用软件就是仿真软件，它的运用能够让让自己的设计减少失误，进而避免盲目焊接。电路仿真是以电路理论数值计算方法和计算机技术为基础，采用仿真模型和仿真算法，通过计算机分析计算，然后通过波形和图表等形式显示电路的仿真结果。第4章 组装焊接4.1 焊接按照原理图，画出单线不交叉图，在实验板上合理布局，即可避免跳线或尽少跳线。4.2 元件清单Part TypeQuantity二极管1N414810R 2.2k1R 100k1R 56k1R 47010R 5101可变电阻100k2电容 4.7u1电容 10u1电容 1031三极管 901418段共阴极数码管34011140171NE5551CD40661CC45111第5章 测试调试及测试结果 按照实际引脚图链接好电路后，接通5V电源，LED1一直保持亮，LED2频闪，周期约为1秒。表明NE555组成的多谐振荡器成功输出周期约为一秒的矩形脉冲。 按照预期，原理图上方的数码管，反复显示2012 1.1；该数码管在显示完一遍后，下方两个数码管显示18,之后也反复显示。第6章 归纳总结在设计纪念日数显电路的过程中，我综合运用电工技术，电子技术课程（数电、模电）中的所学到的理论知识来完成纪念日数显电路的设计和分析电路，学会了在虚拟的环境下创建电路、计算与调整参数，用虚拟电子设备来测电路的仿真的结果，我能灵活的应用EWB软件中的各个单元电路，最终完成电子产品的制作，并实现功能。在制作的过程中虽然他遇到了很多麻烦，但是通过和同学的讨论老师的指导，最后自己还是克服了困难把东西制作出来了！这次的实训也让自己明白合作是未来工作中必不可少的，让自己成长不少！同时也谢谢李焕贞老师的细心指导！ 电子线路课程设计成绩评定表专业： 电子信息工程 班级： 09电子本（1）班 学号：109205010029 姓名： 邱凡 课题名称纪念日数显电路设计设计任务与要求 设计任务:纪念日数显装置电路是一个倒计时数显电路，显示纪念日的年月