单按键计数器和数码管显示电路.docx

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单按键计数器和数码管显示电路

单按键计数器和数码管显示电路

实验设计要求（A题）

项目编号B

项目名称单按键计数器和数码管显示电路

项目组数35

每组人数5

项目开始时间2012-11-269:

33:

00

项目截至时间2013-3-89:

33:

00

截至报名时间：

2012-12-2817:

00:

00

开设实验室基础实验室3

项目要求利用按键产生单次时钟，通过标准计数器电路实现模10的计数，产

生相应的编码，，将该数值通过译码器输出到集成译码电路上显示数码0—9。

该译码器需自行设计实现。

用集成译码电路的“DP”段作为电源上电指示。

计数器有复位清零按键。

集成译码电路采用共阳极结构，如下图：

可以参考教材中计数器的设计原理、数码管的基本电路，在此基础上，自行设计

按键、LED显示等，实现多位数码管显示。

（1）等。

（2）

（3）

评分标准：

按照功能要求，自行设计译码器电路、电源指示、按键和数码管显示电路

设计简洁、功能完整、安装整洁、使用安全、测试方便。

优先选用本教材所涉及的集成电路。

（4）团队分工合作情况。

考核知识点：

（1）逻辑设计和分析，卡诺图化简、集成电路电器特性；

（2）同步、异步计数器的使用；

（3）译码器分析，组合逻辑电路设计。

项目介绍本项目紧密结合课堂教学内容，又可以充分发挥同学的自主设计的兴趣。

请参照设计要求，达到项目的设计要求，可以自由发挥，完成书面报告。

实验室提供基本材料：

1、共阴数码管

2、74ls0074IS163

3、CD4511

4、单刀双掷开关几个

5、导线若干，电阻若干

二实验设计

1、简述元件特性及原理

数码管

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LED发光二极管

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发光二极管简称为LED。

由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

限流电阻计算公式：

R=（E—UF）/IF

式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。

CD4511

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CD4511工作原理：

CD4511是BCD共阴7段译码器。

当VDD、BI、LI接高电平，VSS、LE/STROBE接地，D、C、

B、A端接入模十信号，权位从D到A由高到低。

9到15号端分别代表edcbagf，对应的与数码管的abcdefg

管脚连接，便能正常工作，将模十BCD信号译码，使数码管

显示模十信号的十进制数字

74ls163

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工作原理：

74ls163是4位二进制同步可预置计数器

当16号端口接高电平，8号端口接地时正常工作。

当1、7、9、10号端口接入高电平，芯片计数，从11、12、

13、14号端口输出。

当1号端口为低电平时，输出为0.

2号端接入脉冲信号，每接入一个脉冲信号，记一次数。

2、电路设计原理

一利用74IS00制作的RS触发器产生开关消抖动电路，进而产生

CP脉冲。

电路如图所示

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二利用74IS163生成模十计数器，电路图如图所示

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其中单刀双掷开关接LOAD用来置零，接高电压时计数，接地电压时置零。

图中CP信号源由消抖动信号源产生。

三通过CD4511将模十信号输入进行译码，输出连接共阴数码管,

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为防止数码管中的发光二极管因电压过大烧坏，在与

CD4511之间接入电阻分压。

四总体电路图为下图

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三、电路调试说明

在电路调试过程中，开关消抖动最难完成。

一开始使用RC电路滤除杂波，但实际过程中效果不明显，数码管的数字时钟工作不正常，并不是依次计数。

后经多次改变电容、电阻，仍无太大成效。

后来采用RS触发器制成消抖动电路，立即成效。

比较两种电路，RS触发器制成消抖动电路需要1个单刀双掷开关与1个74IS00，而RC电路需要1个按键开关和2个电阻，1个电容。

相比RS成本较高。

除了消抖动电路外，还发现在调试时忘记焊接74IS00的正负电源电线，以致数码管无法正常工作，并在检查电路时因74IS00

为整个电路中最简单部分而多次忽略。

四、实验心得

在制作电路板时，应仔细检查是否漏焊，虚焊。

调试时不应遗漏任何一点细节，任何细节都有可能是问题的结症所在。

设计方案应设计多份不一样的，以防不时之需。

实验项目是靠大家共同努力完成的，大家分工明确，有人负责设

计，有人查找资料，有人焊电路板，调试时大家共同查找问题所在，所以多人的合作有利于完成的效率。

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