十通道开关及显示电路设计总结报告

十通道开关及显示电路设计总结报告一、工作原理分析1、工作原理框图：脉冲产生电路脉冲产生电路计数译码电路十通道译码/驱动电路译码/驱动数码管显示电路本电路要实现的功能是按键每通断一次，数码管显示相应的数字给十通道开关，同时对应的十通道开关的通道导通。下面从四个方面进行分析：2、脉冲产生电路分析本电路主要由三极管2SC1815，电阻R1、R2、，电容C1、C2，555定时器组成了施密特触发器，接通电源后，THR端电压小于三分之二电源电压，TRI端电压小于三分之一电源电压，放电管VT截止，触发器置“1”，电路输出高电平。当输入电压U2大于三分之二电源电压，放电管VT导通，触发器置“0”，电路输出低电平。实现开关每通断一次，555定时器的3脚就是输出一个脉冲波到计数译码驱动电路。3、计数译码电路分析本电路主要由十进制计数器7490组成，利用7490的QA（12脚）连接到INA（2脚），当时钟脉冲INB（14脚）输入，就构成了8421BCD码十进制计数译码器，当有一个时钟脉冲INB（14脚）到来时，从7490的QD，QC，QB，QA输出相应的8421BCD码（0-9），再分别送到译码/驱动显示电路和十通道译码/驱动电路。4、译码/驱动数码管显示电路分析本电路主要由七段BCD码—4511和七段共阴极数码管，电阻R3-R9组成。从7490的QD，QC，QB，QA输出至4511的BD，BC，BB，BA输入端，由4511译码并送给七段共阴极数码管显示相应的数字（0-9）。5、十通道译码/驱动电路分析本电路主要由四位BCD-十进制译码器7442和六反相器7404组成。从7490的QD，QC，QB，QA输出至7442的D，C，B，A输入端，由7442译码从1.2.3.4.5.6.7.9.10.11输出相应的高电平。由反相器驱动继电器电路工作。二、设计依据1、由555定时器组成的脉冲控制电路555定时器是一种中规模集成电路,只要在外部配上几个适当的阻容元件,就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器以及施密特触发器等脉冲发生与整形电路。本电路使用555构成了施密特触发器，当开关SA打开时，输出为0，当开关SA合上时，输出为1，组成了手动脉冲产生电路。其引脚功能如下：1脚：地，2脚：触发输入，3脚：输出端，4脚：复位端，5脚：端电压控制端，6脚：阈值输入，7脚：放电端口，8脚：电源555定时器的真值表：触发输入THR阈值输入TRI复位端R放电管VT输出OUT××0导通0﹥2/3UCC﹥1/3UCC1导通0﹤2/3UCC﹥1/3UCC1原状态原状态﹤2/3UCC﹤1/3UCC1截止12、十进制计数译码器7490是异步集成计数器，它是一个异步的BCD码十进制计数器，其真值表如下：R01，R02：置0端，当R01=1,R02=1时，输出0，当R01=0,R02=0时，计数状态。R91，R92：置9端，当R91=1,R92=1时，输出9，当R91=0,R92=0时，计数状态。INA，INB：时钟输入端，上升沿有效。74ls90的QA（12脚）与INB（1脚）相接，时钟脉冲从INA（14脚）输入，则构成8421BCD码十进制计数器。本电路当R01=0,R02=0，R91=0,R92=0时，QA（12脚）与INB（1脚）相接，时钟脉冲从INA（14脚）输入，则构成8421BCD码十进制计数器，当INA（14脚）输入端每来一个上升沿时，输出端计数加1。3、由4511BCD锁存/译码器组成的数码管显示电路CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流，其引脚功能介绍如下：BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。4511BCD锁存/译码器的真值表：4、由四位-BCD十进制驱动译码器7442的真值表：7442为二—十进制译码器，具有4个输入端和10个输出端。输入信号采用8421BCD码，二进制数0000—1001与十进制数0—9对应。当输入超过这个范围是无效，10个输出端均为高电平。7442电路没有使能端，因此只要输入在规定范围内，就会有一个输出端为低电平。A、B、C、D为BCD码输入端（0000—1001），Q0—Q9为译码输入端。当输入为0000时，Q0有效，当输入为0001时，Q1有效。5、六反相器7404六反相器7404的逻辑表达式：六反相器7404的真值表：6、七段共阴极数码管真值表：A、B、C、D为BCD码输入端（0000—1001）。三、十通道开关及显示电路图四、验证功能与波形分析1、仿真步骤：（1）、按下仿真开关（快捷键F5），按下轻触开关SA，数码管显示数字“0”，同时对应的十通道开关通道导通。（2）、再按下轻触开关SA，数码显示数字加1，数码管显示数字“1”，同时对应的十通道开关通道导通，灯泡亮。循环以上的步骤，使数码管显示相应的数字（0—9），同时对应的十通道开关通道导通。2、波形分析（1）、555定时器的输出波形（A点）：（2）、7490的输出波形（ QD，QC，QB，QA）：3、波形说明：（1）、A点为施密特触发器的输出波形，为脉冲波（2）、QD，QC，QB，QA为7490的输出波形，为矩形波。五、总结报告本电路设计主要用到了由555定时器组成的脉冲控制电路，由7490计数译码，4511和七段共阴极数码管组成的数码管驱动显示电路，7442和六反相器7404组成的十通道译码/驱动电路，通过对4511、555、7490、7442、7404的引脚功能图，真值表的分析并设计原理图，然后电子电路计算机仿真软件进行仿真，使得学习研究电子变的简单直观，学习效果更进一步