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成绩 五邑大学
模拟电子技术基础课程设计
题 目：两位十进制计数显示器
院 系 信息工程学院 专 业 电子信息工程 学 号 学生姓名 指导教师 陈 鹏 报告日期 2012年5月
1.题目概述
两位十进制计数显示器是由555定时器、74162计数器、7448七段字形译码器和七段LED数码管构成。在接通电源后，可实现循环依序显示0~99的数字。
2.电路设计
2.1.电路组成框图
图表 2.1 原理图资料
本设计的电路组成框图如图1所示。
电路的基本工作原理：首先通过波形产生电路产生—方波脉冲作为时钟信号，将此信号输入到计数电路中，编译成—4位十进制信号输出，经显示驱动电路译码—7位输出信号驱动七段LED显示器，使其从0~9循环显示字形。 2.1.1.电路总原理图
图表 2.1.2 电路原理图
2.1.2.各模块工作原理
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(1).波形产生电路。
图表2.1.2.1 555波形产生电路
如图所示，其中LED0为电源指示灯，而波形产生电路由555定时器构成。555定时器时钟的2，6脚相连并通过电容C1接地，并同时通过R16接到7脚，7脚通过R15接电源VCC，构成多谐振荡器。同时产生方波时钟信号由3脚输出。
555构成的多谐振荡器电路工作原理如下： （a） 首次充电过程
刚接通电源时，设Vc=0，则Vc1=1，Vc2=0，SR锁存器被置1，即Q=1，故V0跳变为高电平。同时T截止，Vcc经R1和R2向C充电。
（b） 放电过程
Vc由0开始充电，当充到Vc=2/3Vcc时，Vc1=0，Vc2=1，SR锁存器被置0，即Q=0，故V0跳变为低电平。同时T导通，电容C经R2，通过T迅速放电，Vc开始下降。
（c） 再次充电过程
Vc由Vc=2/3Vcc开始放电，当放大Vc=1/3Vcc时，Vc1=1，Vc2=0，SR锁存器被置1，即Q=1，故V0跳变为高电平。同时T截止，Vcc经R1和R2向C再次进行充电。
因此，电路在Vc=1/3Vc和Vc=2/3Vcc之间不停地进行充电和放电，在
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输出端产生周期的矩形波。其波形图如下：
图表2.1.2.2 电压波形图
参数计算;充电时间T1=（R16+R15）Cln2 =0.353s 放电时间T2=R16*Cln2 =0.352s 振荡周期：T=T1+T2=0.705s
振荡频率：f=1.419Hz
(2)计数电路
本实验的计数电路由两个74162构成。74162是十进制同步计数器，功能表如下图所示。当清零端SR为低电平时，在时钟上升沿作用下实现同步清零。当置数端PE为低电平时，在时钟上知沿作用下实现同步置数。SR,PE为高电平，CEP或CET为低电平时，保持结果。当CEP、CET，PE，SR同时为高电平时，在时钟上升沿作用下Q0—Q3输出计数结果。当计数器计到9时，进位输出端TC输出高电平。时钟信号分别输入到两个74162芯片的2脚，分别产生个位与十位计数计数。个位74162，使CEP、CET（状态控制端）、PE（置数端）、SR（清零端）接高电平，使之计数；而十位的74162与个位共用相同的时钟，PE、SR高电平，CET,CTP接个位的进位信号TC。当个位的TC进位信号来的时候，使CEP、CET变高电平，CLK到来的时候，可实现进位计数！没有进位的时候保持，输出端接译码电路。
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图表2.1.2.3 74162真值表
（c）显示驱动电路
显示驱动电路由两个74ls48译码器和14个上拉电阻组成。7448功能表如下：
图表2.1.2.4 7448真值表
7448是共阴数码管译码器。个位和十位的7448的灯LT（测试端）、灭零端
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（RBI）、BI/RBI（动态输出端）均接高电平，实现正常译码。输出端接上接电阻，以增加共阴数码管的亮度。
2.1.3.PCB原理图
图表 2.1.3 PCB原理图
3. 焊接调试记录
按照以上原理图制好板以后，开始焊接。焊接完成后就可以进行调试了。 在第一次调试时，发现电路并不能正常工作，两个数码管皆显示0，拔去两个74162时，两个数码管依然显示0。接着用示波器测得555定时器的3脚输出周期为0.704s的矩形波，证明波形产生电路能正常工作。说明问题出现在计数电路部分。用万用表测两个74162的CEP、CET（状态控制端）、PE（置数端）、SR（清零端），发现SR端为0，两个计数器处于清零状态。然后依据原理图和PCB
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图对照发现并无错误，再用万用表检测按键开关S1，测得S1处于短路状态。我怀疑是按键开关坏了，于是更换按键开关，重新上电，电路板正常运行。
4.总结
本次课程设计的原理比较简单，在上学期书本《数字电路与逻辑设计》上便有其
全部原理。所以开始在设计原理图时几乎是不假思索，很快就把原理图画出来。但是由于此次课程设计所用元器件及芯片较多，所以在生成PCB文件进行布线时就显得特别复杂，我很努力才把PCB板的飞线降到1根，整个PCB板面积也比较大，布局能力还有待加强。
5.参考文献
[1]李瀚荪. 简明电路分析基础[M].北京：高等教育出版社，2002.07 [2]徐秀平. 数字电路与逻辑设计[M].北京：电子工业出版社，2010.07 [3]廖惜春. 模拟电子技术基础[M].武汉：华中科技大学出版社2008.01
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