十进制动态显示电路的设计、仿真及实验

1、课题二 十进制数的动态显示电路设计、仿真与实验学习目标：熟悉常用MSI组合逻辑器件的功能和应用，掌握时序逻辑电路的一般设 计方法；学会利用EDA软件（Proteus）对十进制数的动态显示电路进行仿真；掌握动态 显示电路的安装及调试方法。一、任务与要求设计由JK触发器、数据选择器、译码器和LED数码管构成的动态显示电路，研究十 进制数的动态显示方法，学会MSI器件的应用设计；用Proteus软件仿真；实验测试逻辑 功能。具体要求如下：（1）用一个显示译码器驱动4个LED数码管，轮流显示4位十进制数。（2）每位十进制数以8421BCD码形式输入。（3）写出设计步骤，画出设计的逻辑电路图。（4）对设

2、计的电路进行仿真、修改，使仿真结果达到设计要求。（5）安装并测试电路的逻辑功能。二、课题分析及设计思路（1）动态显示电路的设计思路分析以上设计任务与要求，动态显示电路的实现框图如下：4421BCD 位码选数控制信号、/CP控制电路数码管阴极abcdef控制信号图1动态显示电路的实现框图(2)控制电路的设计思路控制电路的主要功能是在CP脉冲的作用下，控制“数据选择电路”依次输出4位 8421BCD码，并同时控制对应LED数码管的阴极，使其接地而正常显示。因此，控制电 路的设计框图如下：CP选数控制信号2位二进制 计数器2位二进制 译码器:数码管r阴极丑控制信号图2控制电路的实现框图图2中，2位二

3、进制计数器的输出状态依次为00、01、10、11，作为“数据选择电路” 的控制信号；同时也作为2位二进制译码器的输入信号，使其四个输出端依次为低电平。 有关“2位二进制计数器”的设计详见理论课教材。三、集成电路及元件选择“数据选择电路”部分采用两片数据选择器74LS153, “显示译码电路”部分采用74LS48 或CD4511，“控制电路”部分采用集成JK触发器74LS76构成计数器，2位二进制译码器 采用74LS139。此外，LED数码管采用共阴极数码管。四、原理图绘制与电路仿真用proteus软件绘制出该电路的原理图，对所设计的电路进行仿真实验。在仿真实验 过程中，要求能够实时改变4位十进

4、制数，并验证电路的逻辑功能是否达到设计要求。五、电路安装与调试电路布局在多孔电路实验板上装配电路时，首先应熟悉其结构。明确哪些孔眼是连通的，并安 排好电源正、负引出线在实验板上的位置。电路布局时应安排好各个集成块的位置，以方便连线为原则。电路与外接仪器的连接 端、测试端要布置合理，便于操作。十进制数的输入端点应方便改变其电平。安装与调试方法电路安装前，要先检测所用集成电路及其它元器件的好坏。安装完成后，要用万用表 检测电路接触是否可靠、电源电压大小、极性是否正确。一切正常后才能通电调试。实验调试时，注意数码管不能过亮。如果过亮，可在数码管的阴极串接一个200欧左 右的限流电阻。调试过程中，最好

5、分步或分块进行，如首先调试控制部分、然后调试数据 选择部分，最后调试译码显示部分。六、设计、仿真及实验问题研究如何采用集成D触发器构成2位二进制计数器？请画出其逻辑电路图。实验时，如何产生2位二进制计数器所需要的CP脉冲？仿真及实验时，改变CP脉冲的频率，对电路有无影响？对CP脉冲的频率是否有 限制？如果要使显示的数以相反的顺序轮流显示，应如何改动电路？设计一个2位十进制数轮流显示的电路，画出其逻辑电路图并列出所需器件清单。七、设计与测试报告要求课题完成后应认真撰写设计与测试报告（格式见附录），其主要内容如下：课题的任务及要求。课题分析与方案选择。对课题认真分析，正确理解，明确设计思路。通过各种可 实现的电路原理、特点分析，方案类比，选择最佳实现电路。集成电路及元器件选择。对设计中选定的集成电路及元器件，给出它们的引脚图、 功能表或真值表或主要参数值。原理图绘制及仿真。用Proteus软件绘出电原理图，详细标明各集成电路及元器 件的型号，并给出有关原理图的适当注释。实验测试、问题分析与研究。实验