英文字母显示器

1、NANCHANG UNIVERSITY 课程设计（ 2014 年） 题目：英文字母显示器学 院： 信息工程学院 系 自动化 专 业： 自动化 班 级： 自动化122班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 目录摘要.31.概述.42.课程设计任务及要求.5 2.1设计任务.5 2.2设计要求.53. 系统设计.6 3.1方案论证.6 3.2系统总体设计.6总体设计.6系统原理图及工作原理.6 3.3单元电路设计.9单元电路工作原理.94. 元件的介绍.115. 仿真结果.135.1 multisim的原理图的仿真.135.2 protel的原理图的仿真.135.3 protel的PCB

2、制版.136.设计方案的改进.146.1改进为动态显示.146.2增加位数.147.心得体会.15摘要 用数码管除了可以显示0-9这10个阿拉伯数字以外，还可以用来显示一些英文字母。数码管由七段显示输出，利用这七个输出的不同组合，可以用来显示不同的英文字母。 本课程设计通过简单的逻辑芯片实现英文字母显示器。要点在于用各种简单的门电路实现对字母真值表的编码生成。其次还需要对真值表的输入实现反译码，这里就需要选好一个合适的编码器了。这次课程设计选用的编码器是74系列的148芯片74HC148优先编码器。总结，又七段数码管、门电路系统、编码器实现了一个简单明了的英文字母显示器。关键词：英文字母显示器

3、、74HC148芯片、简单门电路、数码管第1章 概述所谓电子技术,是指“含有电子的、数据的、磁性的、光学的、电磁的、或者类似性能的相关技术”。电子技术可以分为模拟电子技术、数字电子技术两大部分。 模拟电子技术说是整个电子技术的基础，在信号放大、功率放大、整流稳压、模拟量反馈、混频、调制解调电路领域具有无法替代的作用。例如高保真(Hi-Fi)的音箱系统、移动通讯领域的高频发射机等。与模拟电路相比，数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将

4、模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域，如数字滤波器等。很有幸我们这学期学习了电子技术这门学科，并且是我们这个学期的重点课程，在上课和实验的过程中，渐渐的我喜欢上了它。每一节课我都认真学习，每次实验我都认真的去完成。但是做课程设计是第一次做，以前都是照着做，现在所有的都是自己做，真的很有难度。要想做出来一个好的东西，就要去图书馆，到网上去找资料。本次课程设计，我做一个英文字母显示器，这个相对比较是比较简单的，由于我们以前的

5、数电实验让我充分了解了数字电路中一些常用的元件和方法，所以英文字母显示器制作没有问题。第2章 课程设计任务及要求2.1 设计任务1、设计一个能显示英文字母的电子电路；2、 用中小规模集成电路组成电子电路。2.2 设计要求1用74HC148优先编码器生成门电路系统所需要的信号输入；2高低电平系统控制编码器的输入；3. 用一个简单的门电路系统实现电路的自定义编码；4. 注意用限流电阻保护数码管的发光二极管；5. 用七段数字译码管显示英文字母。第3章 系统设计3.1.方案论证 英文字母显示（七段数码管显示输出端）逻辑门电路系统（控制编码）74HC148优先编码器（门电路系统输入信号控制）编码器输入端

6、高低电平生成电路3.2.系统总体设计总体设计 本课程设计采用单线形式实现英文字母显示，在实际操作系统中是由高低电平控制整个电路的工作。终端高低电平采用八位一体开关控制电路的输入，然后由中间的电路系统对输入信号进行先编码和再译码，最终通过数码管显示所需要的英文字母。特点：简单明确、调理清晰。 其中所使用的数码管为共阴极数码管。3.2.2 系统原理图及工作原理 电路编码真值表：字母数码管七段显示输入abcdefg端1端2端3A1110111000B1111111001C1001110010D1111110011E1001111100F1000111101G1011111110H0110111111

7、表1根据真值表列卡诺图，写出各数码管段的特征式： 公式1仿真电路原理图，如图1、2所示。图1图2将a、b、c、d、e、f、g这七个输出端分别接入数码管A、B、C、D、E、F、G这七个输入端就完成了电路与数码管的对接步骤。3.3 单元电路设计3.3.1单元电路工作原理1、高低电平生成电路如图3所示。图 3 说明：采用八位一体开关，将八个开关的下端接入同一个6V电源的正极，通过手动拨动对应的开关来控制输入编码器对应端是否为高低电平。2、分秒功能60进制计数器如图4所示。 图 4 说明：采用74HC148优先编码器来控制逻辑门电路的输入。编码器下方有8个输入端，分别对应高低电平的8个开关。上方有3个

8、输出端，其输出又作为逻辑门电路的输入。上方还有两个输出端，是编码器的辅助功能，对这个课程设计的目标没有影响，因此未接入下一级电路。3、逻辑门电路系统电路图如图5所示。、 图 5 说明：逻辑门电路系统实现电路的自定义编码，接入74HC148的输入，同时将输出作为数码管的输入。4、限流电阻如图6所示。图6 说明：数码管允许通过的最大电流约为10毫安，接入的电源电压为6V，因此限流电阻接510欧姆的，以此来保护数码管不会被烧坏。5、数码管如图7所示 图7说明：为共阴极数码管。第4章元件的介绍1、 74HC148优先编码器功能:允许同时在几个输入端有输入信号，编码器按输入信号排定的优先顺序，只对同时输

9、入的几个信号中优先权最高的一个进行编码。在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编码器时，已经将所有的输入信号按优先顺序排了队。在同时存在两个或两个以上输入信号时，优先编码器只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号则不起作用。74148是一个八线-三线优先级编码器。74148优先编码器为16脚的集成芯片，除电源脚 VCC(16)和GND(8)外，其余输入、输出脚的作用和脚号如图中所标。其中 I 0 I 7为输入信号， A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号， EI是使能输入端， EO使能输出端， G S为片优先编码输出端。由74148真值表可列输出逻辑方程为：A2

10、=(I4+I5+I6+I7)EIA1 = (I2I4I5+I3I4I5+I6+7)· EIA0 = (I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7)· EI当使能输入 IE=1时，所有输出端群被封锁在高电平。2、 74LS003、 74LS2074ls20是一个四输入一输出的与非门组合的芯片，逻辑功能是完成四个输入的逻辑与非计算功能，1、2、4、5脚输入，6脚输出，13、12、10、9脚输入，8脚输出，3、11两个脚空的，7脚接GND，14脚接Vcc。4.数码管第5章仿真结果5.1原理图的multisim仿真字母A字母B字母C字母D 字母E字母F 字母G 字母H5.2、p

11、rotel仿真5.3 时间显示PCB板图第6章设计的改进6.1改进为动态显示现在的成品为静态显示英文字母，需要手动调节开关才能变换字母，这在实际应用中没有太大的价值，因此需要改成自动变换。可以采用脉冲输入信号使得电路可以自动变换字母。6.2 增加位数 现在只有一个数码管，通过增加电路的复杂程度，多增加几个数码管，以此来同时显示多个字母。第6章心得体会通过本次的课程设计过程，我有许多感想。首先，在实践过程中，体会到了与以前的学习方式不一样的感受，许多感受许多愁。愁在与构思与实际的差别太大，有时候仿真实现的事物往往在实际中不能完全实现，还需要各种变换才能到达目标。这个问题有许多问题组成，有元件的产品质量问题，有实际操作的失误，有实际实验条件的限制and so on。在做课题过程中，由于是个人独立完成，所以对自己又增加了许多挑战。首先自己先要认真研究老师给的课题，分析出里面的目标是什么，还有实现目标的一些比较明显的必备条