数电课程设计脉冲按键电话显示器讲解

1、脉冲按键电话按键显示器一、设计任务与要求1设计一个具有八位显示的电话按键显示器；2能准确反映按键数字；3显示器显示从低位向高位前移，逐位显示，最低位为当前输入位；4重按键时，能首先清除显示；5摘下话机后才能拨号有效，挂机后熄灭显示。二、方案设计与论证 该设计分为输入电路，脉冲产生电路，编码电路，移位电路，显示电路和主 控制电路这几部分组成。用 1 个开关模拟话机被摘下与挂机 2 种状态，用 1 个按键表示清除数字重新 再按，用 9 个按键分别代表 09 的数字输入。当在摘下话机的状态下按下 09 中的其中一个按键时，用编码器对输入信号进行编码，输出四位 BCD 码。然后 四位 BCD 码输入到

2、第一个移位锁存器中， 当有脉冲输入时，锁存器中的四位 BCD 码输入到第二个移位锁存器中， 同时也输入到数码管驱动器中， 驱动数码管显示 相应的数字。再按下一个数字按键时，产生一个脉冲，第二个锁存器中的四位 BCD 码输入到第三个移位锁存器中，同时也输入到数码管驱动器中，驱动数码 管显示相应的数字。以此类推。电路原理框图：三、单元电路设计与参数计算 输入电路与脉冲产生电路：2当有按键被按下时，只有那个输入为 0，其余都为 1，同时产生一个脉冲2编码电路：74LS147能将输入的 9个信号转成四位 BCD 码3下图是 74LS147 功能表：INPUTSOUTPUTS123456789DCBA1

3、111111111111xxxxxxxx00110xxxxxxx010111xxxxxx0111000xxxxx01111001xxxx011111010xxx0111111011xx01111111100x01111111110101111111111103移位电路：一共由 8个74LS194组成，能将四位 BCD 码输入到第一个 74LS194，并在 有上升沿信号到来时把数据输出给下一个移位寄存器与数码管驱动器。 一直移到 第八个 74LS194。移位寄存器 74LS194，它是 4 位双向移位寄存器，最高时钟频率为 36MHZ 它具有并行输入、 并行输出， 左移和右移的功能。 这些功能均

4、能通过模式控制端 M0、M1 来控制。详见下表：M0M1功能00保持01右移10左移11并行置数在 ABCD 端送入 4位二进制数，并使 M 0=M1=1时，该 4位二进制数同时并 行输入至寄存器。当 CP到来后，在 CP上升沿的作用下， 4 位二进制数并行输 出；若 M 1=0，M 0=1 时，则该 4 位二进制数被串行送入到右移数据输入端 D，在CP 上升沿作用下，同步右移；若 M=1，M=0，数据同步左移；若 M=M=0 ，寄 存器保持。下图是 74LS194 集成块的功能表：输入输出功能CRM1M2CPDSLDSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30XXXXXXXXX0000清零1XX0

5、XXXXXXQ00Q10Q20Q30保持111XXd0d1d2d3d0d1D2D3送数101X1XXXX1Q0nQ1nQ2n右移101X0XXXX0Q0nQ1nQ2n右移1101XXXXXQ1nQ2nQ3n1左移1100XXXXXQ1nQ2nQ3n0左移100XXXXXXXQ00Q10Q20Q30保持Q3的电平d0d3 D0D3 端的稳态输入电平Q00、 Q10、Q20、 Q30规定稳态输入条件建立前 Q0、 Q1、 Q2、Q0n、Q1n、Q2n、Q3n时钟上升沿 前 Q0.Q1.Q2.Q3 的电平4显示电路：这里我用的是 74LS248,。74LS248是BCD 码七段译码器兼驱动器。其外引

6、线排 列图见上图所示。74LS248具有以下特点：1） 消隐（灭灯）输入 BI 低电平有效。当 BI=0 时，不论其余输入状态如何，所有输出为零，数码管七段全暗，无任何显示。可用来使显示的数码闪烁， 或与某一信号同时显示。译码时， BI=1 。（2） 灯测试（试灯）输入 LT低电平有效。当 LT=0（BI/RBO=1 ） 时，无论其余输入为何状态， 所有输出为 1，数码管七段全亮， 显示数字为 8。 可用来检查数码管、译码器有无故。译码时， LT=1。（ 3） 脉冲消隐（动态灭灯）输入 RBI=1 时，对译码无影响；当 BI=LT=1 时， 若 RBI=0 ，输入数码是十进制零时，七段全暗，不

7、显示，输入数码不为零，则 照常显示。在实际使用中有些零是不显示的， 如 .中的百位的零可以 不显示；若百位为零且不显示， 则十位的零也可不显示； 小数点后第二位的零， 不考虑有效位时也可不显示。这些可不显示的零称为冗余零。脉冲消隐输入 RBI ，可使冗余零消隐。（ 4）脉冲消隐（动态灭灯）输出 RBI与消隐输入 BI共用一个管脚，当它作 输出端时，与 RBI 配合，共同使冗余零消隐。以三位十进制数为例。十位的零 是否要显示， 取决于百位是否为零， 有否显示，这就要用 RBO进行判断，在 RBI 和 A全为零时， RBO，否则为。百位为零，且 RBI （百位被 消隐），则百位 RBO和十位 RB

8、I ，使十位的零被消隐，其余数码照常显示。 若百位不为零，或未使零消隐，则百位的 RBO和十位的 RBI 全为，使十位的 零不具备消隐条件，而与其它数码一起照常显示。74LS164是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数 据通过两个输入端（ DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平 使能端， 控制另一输入端的数据输入。 两个输入端或者连接在一起， 或者把不用 的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟 （CP） 每次由低变高时， 数据右移一位， 输入到 QA ， QA 是两个数据 输入端（ A 和 B）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。其功能

9、表如下：电路在数码管驱动器和数码管间接排阻以减少电流。用 74LS164 的输出接 在数码管驱动器的灭灯端来控制数码管的开关。将四位 BCD 码输入到数码管驱 动器中使数码管显示相应的数字。5主控电路：用按键 J11来清除数字重按， 用开关 J12 的打开与关闭来表示话机被摘下与挂机2 种状态。 当 J11按下时，所有移位锁存器中的数清零， 所有数码管熄灭。 当 J12 接 1时，无论怎么按数字键，数码管全都不亮，只有当 J12接0 时才能正常输入 数字并显示。四、总电路工作原理及元器件清单1总原理图加划,MILMILE_tm.11Mi曲出、，-.；T4闻丄；注“峠、!卅iuai bi；;i

10、iiiiniliii iMiiMilnr：bih：:n三岂i罡I孕i至i 一釧诂&山卜；iiJ h占j |H RW1 42电路完整工作过程描述（总体工作原理）先把开关 J12接 0，然后按下数字按键进行输入。 输入的信号经过 74LS147 编码输出四位 8421BCD 码，取反后输入到第一个 74LS194。当数字按键产生 的脉冲进入 74LS194 后，第一个 74LS194 中的四位 BCD 码输出到第二个 74LS194 的输入端和 74LS248 的输入端。四位 BCD 码经过 74LS248 变成 7 个 2 进制信号输入到数码管中使之显示相应的数字。再按下第二个数字按键时， 又产

11、生一个新的四位 BCD 码输入到第一个 74LS194 中。此时第二个 74LS194 中存有第一次的 BCD 码，第一个 74LS194 中有第二次的 BCD 码。再来一个 脉冲， BCD 码经过 74LS248 译码使数码管显示相应的数字。其后的各位输入 也一样。而当按下 J11或 J12接 1 时，数码管全部关闭， 各 74LS194 和 74LS164 中 的值都清零。3元件清单元件序号型号主要参数数量备注J1PB DPST触点开关11J12SPDT双端闸刀开关1U1774LS14710 线-4 线优先编码器1U1874LS214 输入端与门3U2174LS04非门6U1174LS19

12、4并入并出移位寄存器8R1RPACK250排阻8U574LS248共阴 7 段数码管译码驱动器8U3374LS164串入并出移位寄存器1U3574LS092 输入端与门1U25SEVEN_SEG_COM7 段共阴极数码管8五、仿真调试与分析1数字的输入：102清零与再输入：J11按下后清零11J12接 1 后数码管全灭J1 和 J3 分别被按下也没有显示六、结论与心得在这次的课程设计中， 使我对于书上的知识有了进一步的了解， 使我的动手 能力有了很大的提高。 在查找资料的时候， 我觉得好象还是蛮简单的， 但在一实 际动手后，才发现并没有想象中的简单。我们不光只是掌握课堂上学过的东西，12 还得学会灵活应用才可以。这次课程设计主要还是让我们活学活用自己的数电知识， 使我更加熟悉了数 字电路，对串入并出移位寄存器 74LS164、双向移位寄存器 74LS194、10线-4 线优 先编码器 74LS147、七段显示译码器