毕业设计（论文）-基于CD4553的三位半计数器.doc

摘要 摘摘 要要 纵观全球，全世界，全中国，三位半计数器在行业发展中都有至关重要的作用。 中国也有很多从外国引进的三位半计数器。作为国人，并且是相关专业的学生， 我想尽自己的微薄之力来为祖国该行业服务。 我们知道，cd4553 是 3 位十进制计数器，有 1 个输出端，要完成 3 位输出，采用 扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制 3 位十进制的输出，从而实现 扫描显示方式。在本论文中，为了熟悉 cd4553 的引脚及功能，了解电路的组成 和用途，我们可以利用合适的电阻、电容、二极管等器件，并基于 cd4553 来实 现一个三位半计数显示电路功能。 关键字：cd4553 三位半技术显示电路 abstract abstract throughout the world, the whole of china, three and a half counter has a crucial role in the development of the industry. china has imported from foreign countries of the three semi-counter. as a people, and related majors, and i tried my own modest in the industry of service for the motherland. we know that the cd4553 is a three decimal counter, an output, to complete the threeoutput scan utput mode, the strobe pulse signal, in order to control the output of threedecimal, in order to achieve the scan shows. in this paper, in order to be familiar with thecd4553 pin and function of the composition and use of the circuit, we can use theappropriate resistors, capacitors, diodes and other devices based on the cd4553, athree semi-count display circuit function. keywords: cd4553 three semi-skilled display circuit 目录i 目 录 第一章绪 论1 1.1 计数器概述.1 1.2 计数器作用.1 1.3 多功能电子计数器的现状和发展.2 第二章硬件系统设计.3 2.1 cd4553 简介.3 2.2 特性及基本概念.4 2.3 7805 简介6 2.3.17805 概述6 2.3.27805 应用电路6 2.3.37805 电参数7 2.4 cd4013 介绍.7 2.4.1工作原理.8 2.4.2n/2 分频电路8 2.4.3特性.9 2.4.4cd4013 真值表.9 2.5 ne555 的介绍.9 2.5.1简介.10 2.5.2主要特点.10 2.5.3引脚位配置.10 2.5.4参数功能特性.11 2.5.5相关应用.11 2.5.6温度与封装对照表.12 2.6 74ls48 介绍 .12 2.7 数码管.15 2.7.1产品特点.17 2.7.2技术参数.17 2.7.3应用领域.18 ii目录 2.7.4led 数码管驱动方式18 2.7.5led 数码管分类19 2.7.6led 的光源和优缺点19 第三章软件系统设计.21 3.1 proteus 简介21 3.1.1功能特点.21 3.1.2基本操作.22 3.1.3功能模块.23 3.1.4资源丰富.25 电路仿真.25 3.2 protel 介绍.27 3.2.1软件发展.28 3.2.2软件特色.28 3.2.3软件介绍.29 3.2.4protel.dxp2004 电路板设计.31 第四章系统调试.32 第五章总结.34 致 谢35 第一章 绪 论1 第一章绪 论 1.1 计数器概述 计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数 器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能， 同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元 则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有 rs 触发器、t 触发器、d 触发器及 jk 触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计 算机的控制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作 乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。 计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了 多少份的折页配页工作。它主要的指标在于计数器的位数，常见的有 3 位和 4 位 的。很显然，3 位数的计数器最大可以显示到 999，4 位数的最大可以显示到 9999。 1.2 计数器作用 在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉 冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。 但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接 lcd 或 led 屏才能显示。 2基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 1.3 多功能电子计数器的现状和发展 目前的多功能电子计数器，主要由单片机或专用集成电路构成。结构小巧，功能 更加灵活多样。一般而言，多功能电子计数器，主要功能有： 1.加法/减法（可控） 2.双向计数（自动） 3.低速（数字滤波抗干扰） 4.掉电续计（可选） 5.分段报警 6.反馈输出 7.通讯 8.面板设置或远程设置 9.多机联网 由于电子技术的不断发展，多功能电子计数器的总体结构越趋小巧，显 示方式和操控方式也趋于多样化，可嵌入可联网，可繁可简，可灵活架构，已经 成为一种新的趋势。 第二章 硬件系统设计3 第二章硬件系统设计 2.1 cd4553 简介 cd4553 有两个特点： （1）有多种功能：锁存控制、计数允许、计满溢出和清零等。 （2）是三位 10 进制计数器，但只有一位输出端（输出 bcd 码） ，要完成三位 输出，采用扫描方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制三位十进制的输出，从 而实现扫描显示方式。 cd4553 的组成方框图及管脚排列如图 3、图 4 所示，功能表见表 1。现在简 要说明这写管脚的功能。 （1）cl（引脚 12）为计数器的脉冲输入端。 （2）inh（引脚 11）为计数允许控制端，当 inh 为“0”时，计数脉冲由 cl 端进入计数器，而当 int 为“1”时，禁止计数脉冲输入计数器，计数器保持禁 4基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 止前的最后计数状态。 （3）le（引脚 10）为锁存允许端，当 le 为“1”时，锁存器呈锁存状态而保 持原有锁存器内信息。 （4）r（引脚 13）为复零端，当 r=1 时，计数器输出 q0q3皆为 0。 （5）输出哪一位的计数值由选脉冲 ds1ds3控制（低电平有效） 。 （6）溢出 of（引脚 14） ，当 cd4553 每计满 1000 个脉冲时，溢出端输出一个 脉冲，而后又重新开始计数。 输 入输 出 rclinhle 0 00 不变 000 计数 01 不变 010 计数 010 不变 00 不变 0 锁存 01 锁存 10q1=q2=q3=q4=0 2.2 特性及基本概念 cd4553 是 3 位十进制计数器，但只有 1 个输出端，要完成 3 位输出，采用 扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制 3 位十进制的输出，从而实现 扫描显示方式。 引脚功能： 第二章 硬件系统设计5 clock：计数脉冲输入端，下调沿有效。 cia、cib：内部振荡器的外界电容端子。 mr：计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。 le：锁定允许。当该端为低电平时，3 组计数器的内容分别进入 3 组锁存器，当 该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。 dis：该端接地时，计数脉冲才能进行计数。 ds1、ds2、ds3：位选通扫描信号的输出，这 3 端能循环地输出低电平，供显示 器作为位通控制。 q0、q1、q2、q3：bcd 码输出端，它能分时轮流输出 3 组锁存器的 bcd 码。 cd4553 内部虽然有 3 组 bcd 码计数器（计数最大值为 999），但 bcd 的输出端却 只有一组 q0q3 通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的 bcd 码， 相应地，也输出 3 位位选通信号。例如：当 q0q3 输出个位的 bcd 码时，ds1 端 输出低电平；当 q0q3 输出十位的 bcd 码时，ds2 端输出低电平；当 q0q3 输 出百位的 bcd 码时，ds3 端输出低电平时，周而复始、循环不止。 真值表： inputs 输入 master reset clock disablele outputs 输出 0 00no change 没有变化 0 00advance 进行 0x1xno change 没有变化 01 0advance 进行 01 0no change 没有变化 00xxno change 没有变化 0xx latched 锁存 0xx1latched 锁存 1xx0q0=q1=q2=q3=0 6基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 cd4553 引脚图 2.3 7805 简介 2.3.17805 概述 电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的 78 系列和负电 压输出的 79系列。顾名思义，三端 ic 是指这种稳压用的集成电路，只有三 条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管， to- 220 的标准封装，也有 9013 样子的 to-92 封装。 用 78/79 系列三端稳 压 ic 来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管 的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压 ic 型号中 的 78 或 79 后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如 7806 表示输出 电压为正 6v，7909 表示输出电压为负 9v。 因为三端固定集成稳压电路的使 用方便，电子制作中经常采用。 第二章 硬件系统设计7 2.3.27805 应用电路 7805典型应用电路图: 78xx 系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正 5v 直流 电压的稳压电源电路。ic 采用集成稳压器 7805，c1、c2 分别为输入端和输出端 滤波电容，rl 为负载电阻。当输出电流较大时，7805 应配上散热板。 下图 为提高输出电压的应用电路。稳压二极管 vd1 串接在 78xx 稳压器 2 脚与地之间， 可使输出电压 uo 得到一定的提高，输出电压 uo 为 78xx 稳压器输出电 压与稳压 二极管 vc1 稳压值之和。vd2 是输出保护二极管，一旦输出电压低于 vd1 稳压值 时，vd2 导通，将输出电流旁路，保护 7800 稳压器输出级不被 损坏。 下图 为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于 r1、rp 电阻网络的作用，使 得输出电压被提高，提高的幅度取决于 rp 与 r1 的比值。调节电位器 rp，即 可 一定范围内调节输出电压。当 rp=0 时，输出电压 uo 等于 78xx 稳压器输出电压； 当 rp 逐步增大时，uo 也随之逐步提高。 下图为扩大输出电流的应用电路。 vt2 为外接扩流率管，vt1 为推动管，二者为达林顿连接。r1 为偏置电阻。该电 路最大输出电流取决于 vt2 的参数。 8基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 2.3.37805 电参数 2.4 cd4013 介绍 在电子技术中，n/2(n 为奇数)分频电路有着重要的应用，对一个特定的输 入频率，要经 n/2 分频后才能得到所需要的输出，这就要求电路具有 n/2 的非整 数倍的分频功能。cd4013 是双 d 触发器，在以 cd4013 为主组成的若干个二分频 电路的基础上，加上异或门等反馈控制，即可很方便地组成 n/2 分频电路。 结构组成： 图 1 是 3/2 分频电路。ic1、ic2 均接成二分频器，所以该电路是由 四分频电路与反馈控制电路组成，计数脉冲由异或门 f1 输出。fi 既作为分频信 号又作为时钟脉冲接入异或门的一个输入端，从四分频电路的 ic2 的 q2 输出端 引出反馈信号作 f1 的另一输入端。输出信号 fo 从 ic1 的 q1 端输出。图 2 是其 工作波形。 第二章 硬件系统设计9 2.4.1工作原理 设电路初始状态均在复位状态，q1、q2 端均为低电平。当 fi 信号输入时， 由于输入端异或门的作用(附表是异或门逻辑功能表)，其输出还受到触发器 ic2 的 q2 端的反馈控制(非门 f2 是增加的一级延迟门，a 点波形与 q2 相同)。在第 1 个 fi 时钟脉冲的上升沿作用下，触发器 ic1、ic2 均翻转。由于 q2 端的反馈作 用使得异或门输出一个很窄的正脉冲，宽度由两级 d 触发器和反相门的延时决定。 当第 1 个 fi 脉冲下跳时，异或门输出又立即上跳，使 ic1 触发器再次翻转，而 ic2 触发器状态不变。这样在第 1 个输入时钟的半个周期内促使 ic1 触发器的时 钟脉冲端 cl1 有一个完整周期的输入，但在以后的一个输入时钟的作用下，由于 ic2 触发器的 q2 端为高电平，ic1 触发器的时钟输入跟随 fi 信号(反相或同相)。 本来 ic1 触发器输入两个完整的输入脉冲便可输出一个完整周期的脉冲，现在由 于异或门及 ic2 触发器 q2 端的反馈控制作用，在第 1 个 fi 脉冲的作用下得到一 个周期的脉冲输出，所以实现了每输入一个半时钟脉冲，在 ic1 触发器的 q1 端 取得一个完整周期的输出。 2.4.2n/2 分频电路 是 5/2 分频电路。ic1、ic2、ic3 三级 d 触发器级联为 8 分频电路，电容 c 起滤波作用，输出信号 fo 从 ic2 的 q2 端输出。电路中有 q1、q3 两个反馈控制。 从工作波形可知，q1 的反馈信号中每两个反馈信号中就有一个受到 q3 反馈波形 的影响，所以在 a 点仅能形成几百毫微秒宽的脉冲。由于电容 c 的作用，q1 的反 馈信号(即一窄脉冲)被滤除掉，如波形 a 的虚线所示。最后在 q2 端输出 fo 信号。 fo 每变化一个周期，对应于输入信号 fi 的两个半周期，即 fo 的频率为 fi 的 10基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 2/5。 是 7/2 分频电路。该电路与相似，区别在于电路中一个反馈信号在中 是从 q1 端引出的，而是从 q2 端引出的，fo 信号从 q2 端输出。电路有 q2、q3 两 级反馈，由于 q2 反馈信号受 q3 反馈的影响，在 a 点仅能形成几百毫微秒宽的窄 脉冲，此窄脉冲被电容 c 滤除掉，因此 q2 反馈不起作用，电路实际上只有一个 q3 反馈，因而使得 fo 输出信号每变化一个周期，对应于 fi 输入信号的三个半周 期，即 fo 的频率为 fi 的 2/7。其工作波形如图 6 所示。 上面介绍的 n/2 分 频电路仅限于 n7，当 n7 时，可根据分频 n 值的大小，相应增加二分频级数， 并恰当引接反馈信号走线，便可得到 n7 的分频电路。下面仅介绍一例 9/2 分 频电路，如所示。是其工作波形。 ic1ic4 四级 d 触发器组成 16 分频电路， fo 信号从 q3 输出，电路有 q1、q4 两级反馈。其工作原理与上述有关分频电路相 似，波形图上 a 点虚线脉冲表示为电容 c 滤除掉的 q1 反馈信号。从中可知，只 要 fi 输入四个半周期的时钟信号，就输出一个周期信号 fo，即 fo 的频率为 fi 的 2/9。 2.4.3特性 从以上几个 n/2 分频电路可得到如下几个特性： 1.电路工作原理是，在第 n 个周期，末级两分频器的输出为高电平时，输入 时钟脉冲的上升沿使分频电路工作；在第 n+1 个周期，末级两分频器的输出为低 电平时，输入时钟脉冲的下降沿使分频电路工作。 2.电路采用的是异步触发形式，各触发器的初始状态不会影响到分频的功能。 如果要求初始状态为“0”状态，可以将 d 触发器的复位端 r 引出，接至复位控 制电路。 3.输入信号 fi 的最高工作频率 fimax 除受到 cmos 元件 fm 的限制外，还受 到 d 触发器、反馈门翻转延迟和电容 c 滤波频率特性的影响，所以应尽可能提高 fi 的值。一般情况下，最高工作频率 fimax 在几百千赫以下。用 cd4013 双 d 触发器做的脉冲 4 分频器。 第二章 硬件系统设计11 2.4.4cd4013 真值表 一个 d 有 6 个端子：2 个输出，4 个控制。4 个控制分别是 r、s、cp、d。 1）r 和 s 不能同时为高电平。2）当 r 为 1、s 为 0 时，输出 q 一定为 0，因此 r 可称为复位端。3）当 s 为 1、r 为 0 时，输出 q 一定为 1。4）当 r、s 均为 0 时，q 在 cp 端有脉冲上升沿到来时动作，具体是 q=d，即若 d 为 1 则 q 也 为 1，若 d 为 0 则 q 也为 0。 2.5 ne555 的介绍 ne555 （timer ic）为 8 脚时基集成电路，大约在 1971 年由 signetics corporation 发布，在当时是唯一非常快速且商业化的 timer ic，在往后的 30 年中非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，后来基于 cmos 技术版本的 timer ic 如 motorola 的 mc1455 已被大量的使用，但原规格的 ne555 依然正常的 在市场上供应，尽管新版 ic 在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化， 所以到目前都可直接的代用。 2.5.1简介 12基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 ne555 是属于 555 系列的计时 ic 的其中的一种型号，555 系列 ic 的接脚功 能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的 振荡频率也不大相同；而 555 是一个用途很广且相当普遍的计时 ic，只需少数的 电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。 2.5.2主要特点 1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围 极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大，可与 ttl，cmos 等逻辑电路配合，也就是它的输 出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。 3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。 2.5.3引脚位配置 pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 pin 2 (触发点) -这个脚位是触发 ne555 使其启动它的时间周期。触发 信号上缘电压须大于 2/3 vcc，下缘须低于 1/3 vcc 。 pin 3 (输出) -当时间周期开始 555 的输出输出脚位，移至比电源电压 少 1.7 伏的高电位。周期的结束输出回到 o 伏左右的低电位。于高电位时的最大 输出电流大约 200 ma 。 pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出 回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时 器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 pin 6 (重置锁定) - pin 6 重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电 压从 1/3 vcc 电压以下移至 2/3 vcc 以上时启动这个动作。 pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当 输出为 on 时为 low，对地为低阻抗，当输出为 off 时为 high，对地为高阻抗。 pin 8 (v +) -这是 555 个计时器 ic 的正电源电压端。供应电压的范围 第二章 硬件系统设计13 是+4.5 伏特(最小值)至+16 伏特(最大值)。 2.5.4参数功能特性 供应电压 4.5-18v 供应电流 3-6 ma 输出电流 225ma (max) 上升/下降时间 100 ns 2.5.5相关应用 ne555 的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器（monostable mutlivibrator）及无稳态多谐振荡器（astable multivibrator） 14基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 2.5.6温度与封装对照表 2.6 74ls48 介绍 7 段显示译码器 74ls48 是输出高电平有效的译码器，其真值表如表 1。 74ls48/sn74ls48 引脚功能图 工作电压:5v 第二章 硬件系统设计15 74ls48 除了有实现 7 段显示译码器基本功能的输入（dcba）和输出 （yayg）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 7448 真值表可获知 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 116 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， 端输入低电平信号时，表 1 最后一行，与 及 dcba 输入无关，输出全为“1” ，显示器 7 个字段都点亮。该功能用于 7 段显示器测试， 判别是否有损坏的字段。 （4）动态灭零功能（lt=1，rbi=1） 此时 bi/rbo 端也作为输出端，lt 端输入高电平信号，rbi 端输入低电平信号， 若此时 dcba = 0000，表 1 倒数第 2 行，输出全为“0” ，显示器熄灭，不显示这 个零。dcba0，则对显示无影响。该功能主要用于多个 7 段显示器同时显示时 熄灭高位的零。 表 1： 16基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 图 2 7 段显示译码器 7448（a）逻辑图（b）方框图（c）符号图 图 2 给出了 7448 的逻辑图，方框图和符号图。由符号图可以知道，4 号管 脚端具有输入和输出双重功能。作为输入（bi）低电平时，g21 为 0，所有字段 输出置 0，即实现消隐功能。作为输出（rbo） ，相当于 lt，及 ct0 的与坟系，即 lt=1，rbi=0，dcba=0000 时输出低电平，可实现动态灭零功能。3 号（lt）端有 效低电平时，v20=1，所有字段置 1，实现灯测试功能。 第二章 硬件系统设计17 74ls48 引脚图以及真值表 图 6-4 74ls48 的引脚排列 18基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 2.7 数码管 led 数码管实际上是由七个发光管组成 8 字形构成的，加上小数点就是 8 个。 这些段分别由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp 来表示。当数码管特定的段加上电压后， 这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的 2 个 8 数码管字样了。如：显 示一个“2”字，那么应当是 a 亮 b 亮 g 亮 e 亮 d 亮 f 不亮 c 不亮 dp 不亮。led 数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有 0.5 寸、1 寸等不同的尺寸。小尺寸数 码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光 二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为 1.8v 左右，电流不超过 30ma。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二 极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用 led 数码管显示 的数字和字符是 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f。 led 数码管（led segment displays）是由多个发光二极管封装在一起组成 “8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电 极。led 数码管常用段数一般为 7 段有的另加一个小数点，还有一种是类似于 3 位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10 位等等，led 数码管 根据 led 的接法不同分为共阴和共阳两类，了解 led 的这些特性，对编程是很重 要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不 同的。图 2 是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是 第二章 硬件系统设计19 它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led 数码管广泛用于 仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波 长等。下面将介绍常用 led 数码管内部引脚图片 10 引脚的 led 数码管 图 1 这是一个 7 段两位带小数点 10 引脚的 led 数码 管 led 数码管引脚定义图 2 引脚定义 每一笔划都是对应一个字母表示 dp 是小数点. led 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显 示出我们要的数位，因此根据 led 数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和 动态式两类。 a、静态显示驱动： 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单 片机的 i/o 埠进行驱动，或者使用如 bcd 码二-十进位*器*进行驱动。静态驱动 的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 i/o 埠多，如驱动 5 个数码管静态 显示则需要 58=40 根 i/o 口来驱动，要知道一个 89s51 单片机可用的 i/o 口才 32 个呢。故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。 b、动态显示驱动： 数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱 动是将所有数码管的 8 个显示笔划“a,b,c,d,e,f,g,dp “的同名端连在一起，另 外为每个数码管的公共极 com 增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的 i/o 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究 竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通 com 端电路的控制，所 以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选 通的数码管就不会亮。 透过分时轮流控制各个 led 数码管的 com 端，就使各个数码管轮流受控显示， 这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为 12ms，由于 人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点 亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪 烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 i/o 口，而且功耗 更低。 20基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 2.7.1led 数码管驱动方式 led数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显 示出我们要的数字，因此根据led数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和 动态式两类。 静态显示驱动 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单 片机的i/o端口进行驱动，或者使用如bcd码二-十进制译码器译码进行驱动。静 态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用i/o端口多，如驱动5个数码 管静态显示则需要58=40根i/o端口来驱动，要知道一个89s51单片机可用的i/o 端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路 的复杂性。 动态显示驱动 led数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动 态驱动是将所有数码管的8个显示笔划“a,b,c,d,e,f,g,dp“的同名端连在一起， 另外为每个数码管的公共极com增加位选通控制电路，位选通由各自独立的i/o线 控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那 个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通com端电路的控制，所以我们只 要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管 就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的com端，就使各个数码管轮流受控 显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms， 第三章 有关软件简介21 由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同 时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会 有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的i/o端口，而 且功耗更低。 第三章有关软件简介 3.1 proteus 简介 proteus 软件是英国 labcenter electronics 公司出版的 eda 工具软件（该 软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司） 。它不仅具有其它 eda 工具软件 的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器 件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学 的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。proteus 是世界上著名的 eda 工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真， 一键切换到 pcb 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一 将电路仿真软件、pcb 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理 器模型支持 8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086 和 msp430 等，2010 年又增加了 cortex 和 dsp 系列处理器，并持续增加其他系列处 理器模型。在编译方面，它也支持 iar、keil 和 mplab 等多种编译器。 22基于 cd4553 的三位半计数显示电路的设计 3.1.1功能特点仿真截图 proteus 软件具有其它 eda 工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是： 1原理布图 2pcb 自动或人工布线 3spice 电路仿真 革命性的特点 1互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如 ram，rom，键盘，马达， led，lcd，ad/da，部分 spi 器件，部分 iic 器件。 2仿真处理器及其外围电路 可以仿真 51 系列、avr、pic、arm、等常用主流单片机。还可以直接在 基于原理图的虚拟原型 上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统 配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，proteus 建立了完备的电子设计开发环境。 3.1.2基本操作 1、选择元件：p 按钮 常用元件所在库及名称 名称 所在库名 元件名 51 单片机 microprocessor at89c51 电阻 resistors 排阻 resistors respack 电容 capacitors 晶振 miscellaneous crystal 继电器 switches 16 层 mechanical(机构层); 16 层 internal plane(内层电源层);2 层 solder mask(防焊层); 2 层 paste mask(锡膏层); 2 层 silkscreen(丝印层); 2 层钻孔 层（钻孔引导和钻孔冲压） ； 1 层 keep out (禁止层); 1 层 multi-layer