1、 多 位 LED 顯 示 器 動 態(tài) 掃 描 驅(qū) 動 電 路 報 告 （一）目的： 1、了解多位 LED 顯示器動態(tài)掃描驅(qū)動電路的基本工作原理； 2、完成多位 LED 顯示器動態(tài)掃描驅(qū)動電路設(shè)計并分析計算單元電路； 3、繪制多位 LED 顯示器動態(tài)掃描驅(qū)動電路圖 ,針對工作原理進(jìn)行參數(shù)估算； 4、電路功能的檢測和調(diào)試； 5、設(shè)計答辯 ,完成設(shè)計報告。 二）結(jié)構(gòu)圖 （三）電路總體功能概述 該電路的功能是通過控制數(shù)據(jù)選擇器輸入端的高低電平來使四 個 LED 顯示器可以顯示 0-9 任意一個數(shù)字，實(shí)現(xiàn)動態(tài)掃描功能。由 振蕩電路，控制電路，四位四選一數(shù)據(jù)選擇器，一位 LED 譯碼驅(qū)動 電路和四位 LE

2、D 顯示電路組成。 首先用 555 定時器構(gòu)成頻率為 1000赫茲多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖信 號，再將信號傳輸?shù)?74 構(gòu)成的二位二進(jìn)制觸發(fā)器，使該觸發(fā)器輸出 00,01,10，11。將觸發(fā)器的兩輸出端分別接到數(shù)據(jù)選擇器 153的 S1， S0，將四個輸入 D0 或 D1D2D3 信號傳輸?shù)?LED 顯示電路，使 LED 顯示不同 數(shù)字，將觸發(fā)器的兩輸出端接到 138 的 A1,A0 （A2 接 0），再將 138 的輸出 Y0,Y1,Y2,Y3 接到四個 LED 的共陰極，控制 LED 的顯示狀 態(tài)，把 74ls153 的輸出端與 cc4511的四個輸入端相連，把 LED 顯示 器的 a,b,c,

3、d,e,f,g與 cc4511的輸出端相連，這樣便可以通過 555定時 器產(chǎn)生的脈沖控制四個 LED 的顯示順序，同時調(diào)整 153 的輸入端的 高低電位，這樣便實(shí)現(xiàn)了對四個 LED 的顯示控制，可隨意現(xiàn)實(shí) 0 至 9 的數(shù)字。 振蕩電路由 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路組成，有振蕩電路 提 供 脈 沖 ， 振 蕩 周 期 T=Tpl+Tph=R1*C*ln2+ （ R1+R2 ） *C*ln2=0.001s ，則其振蕩頻率為 1000Hz，多諧振蕩器在接通電源后 無需外接觸發(fā)信號就可以產(chǎn)生矩形脈沖或方波。 控制電路是一片 74LS74 構(gòu)成的兩位二進(jìn)制觸發(fā)器，它接收到 控制電路的振蕩脈沖，產(chǎn)

4、生 00，01,10,11 的輸出信號。 數(shù)據(jù)選擇器由兩片 74LS153 構(gòu)成，其功能為四選一數(shù)據(jù)選擇 器，接收控制電路的輸出信號，分別選擇四個輸入 D0 或 D1 或 D2或 D3 信號傳輸?shù)?LED 顯示電路，使 LED 顯示不同數(shù)字 譯碼驅(qū)動電路由一片八選一的數(shù)據(jù)選擇器 74LS138 組成，它接 受控制電路輸出的信號同時將自身的輸出信號分別連接到 4 片 LED 的共陰極控制 LED 顯示器的工作狀態(tài) . 顯示電路由一片 4511構(gòu)成，其接收 74LS153 輸出的信號分別 使四個 LED 顯示器顯示 8421BCD 碼所代表的十進(jìn)制數(shù)。 （四）元器件表 CD4511 1片， NE5

5、55 1 片，74LS138 1片，七段共陰極數(shù)碼管 4 只， 74LS153 2片， 74LS74 1片， 0.1F 電容 2個， 5.1K 電阻 1個， 4.7K 電阻 1個，面包板 1 塊，5V 穩(wěn)壓電源 1臺。 （五）芯片功能 （1） NE555 芯片 NE555 各腳主要功能如下： 1地 GND 2觸發(fā)3輸出 4復(fù)位5控制電壓 6門限（閾值 ）7放電 8電源 電壓 VCC NE555 芯片功能 555 芯片是定時器 , 是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器 件。555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就 可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生

6、與變 換電路。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器， 三個等值串聯(lián)電阻， 一個 RS 觸 發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓 VCC/ 3 和 2VCC/ 3。 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的 輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小 于VCC/ 3 ，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出 為 1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大

7、 于VCC/ 3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0， 使輸出為 0。 （ 2）74LS74 芯片 功能： 74LS74是一個雙 D觸發(fā)器，其功能比較的多，可用作寄存器， 移位寄存器， 振蕩器，單穩(wěn)態(tài)，分頻計數(shù)器等功能。 此電路中，74LS74 作分頻器使電路產(chǎn)生四分頻。 用，將脈沖信號進(jìn)行四分頻。 （ 3） 74LS153 芯片 74LS153 是一個雙 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器， 1S、2S為兩個獨(dú)立 的使能端，低電平有效； A1、A0 為公用的地址輸入端； 1D0 1D3和 2D02D3分別為兩個 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端； 1Y、 2Y為兩個輸

8、出端。 （1）當(dāng)使能端 1S（ 2S） 1 時，多路開關(guān)被禁止，無輸出， Y0。 （2）當(dāng)使能端 1S（ 2S）0時，多路開關(guān)正常工作，根據(jù)地址碼 A1A0 的狀態(tài)，將相應(yīng)的數(shù)據(jù) D0D3送到輸出端 Y。 4) 74LS138 芯片 3線-8線譯碼器 74LS138的功能表 74ls138引腳圖 74LS138是3線 8線譯碼器，該譯碼器有 3位二進(jìn)制輸入 A2A1A0,它們 共有8種狀態(tài)的組合，即可譯出 8個輸出信號 Y0 Y 7 ，輸出為低電平有 效，當(dāng)使能輸入端 E3=1，且 E2=E3 =0時，該譯碼器處于工作狀態(tài) . (5) CD4511 芯片 表9-2 輸入輸出 LE bT LT

9、D c B A a b c d e f g 顯示字形 X X 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 8 X 0 1 X X X X 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 a 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 b 0 1 1

10、0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 q 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 消隱 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 消隱 1 1 1 X X X X 鎖存 鎖存 （六）電路測試方法和

11、調(diào)試過程 首先，我們根據(jù)畫出的原理圖連接電路， 接入電源后， 發(fā)現(xiàn)四個 顯示器只亮兩個，開始排查原因。先測試顯示器的好壞，將 CD4511 芯片的 LT置 0，發(fā)現(xiàn)四個顯示器都顯示 8；再檢測電路是否接通，用 試電筆檢測每個接孔的狀態(tài)， 結(jié)果正常； 再用示波器檢測分頻器工作 狀態(tài)，發(fā)現(xiàn) 74LS74 芯片的兩個輸出的波形一致，但用雙蹤示波器檢 測時，兩個波形不一致，于是猜想是頻率過高造成的；最后在 555 芯片上加一個 47uf 的電容來降低頻率，結(jié)果四個顯示器都亮，并且 能成功掃描。 然后，我們開始對 74LS153 的 1D.2D.3D.4D 進(jìn)行置數(shù)，結(jié)果發(fā) 現(xiàn)顯示器顯示的數(shù)字總是不能與

12、我們想要的相同， 經(jīng)過對芯片的分析 后，發(fā)現(xiàn)我們把置數(shù)的原理理解錯了， 發(fā)現(xiàn) CD4511 的四個輸入分別 由 74LS74 芯片的 1D1,2D1,3D1,4D1;1D2，2D2，3D2，4D2;1D3，2D3，3D3， 4D3;1D4，2D4，3D4，4D4 控制，弄清原理后，成功的得到了想要的數(shù) 字。 （七）思考題 1.同樣是七段共陰極數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動電路， 74LS48 和 CC4511 在 邏輯功能和控制引腳上有什么區(qū)別？ 答：區(qū)別 1:74LS48芯片可以輸出 015，而 CC4511芯片只能輸出 09， 都動能表可以看出，在輸出 1015 時消隱。 區(qū)別 2:74LS48 控制端

13、 RBI 可以不置數(shù)，而 CC4511 的控制端都要 置高電平才能正常工作。 2. 使用動態(tài)掃描譯碼驅(qū)動電路與普通的直接譯碼驅(qū)動電路相比有什 么優(yōu)勢和不足？ 答：優(yōu)勢：使用普通的直接譯碼驅(qū)動電路一片芯片只能控制一個 LED 顯示器， 本實(shí)驗中有四個顯示器， 就需要四片芯片， 而使用動態(tài)掃描 譯碼驅(qū)動電路只需要一片芯片就可以控制四個顯示器，節(jié)省了芯片， 體現(xiàn)了實(shí)驗的節(jié)約原則。 不足：使用動態(tài)掃描譯碼驅(qū)動電路需要的芯 片多，電路復(fù)雜，容易出錯。 2 如果希望將四位 LED的動態(tài)掃描譯碼驅(qū)動電路改成八位 LED的，應(yīng) 該怎樣修改設(shè)計？ 答：將控制電路改成用兩片 74LS74相聯(lián)實(shí)現(xiàn)三個 D 觸發(fā)器級

14、聯(lián)，接 收到振蕩脈沖后，產(chǎn)生 000111 的信號，然后將譯碼驅(qū)動電路接受 控制電路輸出的信號，同時將自身的八個輸出信號分別連接到 8 片 LED 的共陰極控制 LED 顯示器的工作狀態(tài) . 數(shù)據(jù)選擇器改為由四片 74LS151 構(gòu)成，其功能為八選一數(shù)據(jù)選擇器，調(diào)節(jié) 4 片 151 的 D0 到 D7的高低電平，將會使 LED 分別顯示 0到 9不同數(shù)字。其余部分保 持不變。 一、課程設(shè)計的任務(wù)或?qū)W年論文的基本要求： 1、根據(jù)小組選題結(jié)果，在教師指導(dǎo)下完成數(shù)字鐘 搶答器 多位LED 顯示器 動態(tài)掃描驅(qū)動電路設(shè)計 , 自主選擇、確定合理的設(shè)計方案，給出電路結(jié)構(gòu)和連線 電路圖。 2、領(lǐng)取器件，組裝

15、、調(diào)試數(shù)字鐘 搶答器 多位LED 顯示器動態(tài)掃描驅(qū)動電 路。調(diào)試成功后請指導(dǎo)老師檢查電路，同時每人獨(dú)立完成答辯。 3、按指導(dǎo)老師要求撰寫課程設(shè)計報告，繪出完整的電路圖。 指導(dǎo)教師簽字： xx 教研室主任簽字： xxx xxxx 年 xx 月 xx 日 xxxx 年 xx 月 xx 日 二、進(jìn)度安排： 設(shè)計時間為一周。 周一、周二查資料、完成 led電路的整體方案設(shè)計并分析確定各單元電路， 對元器件進(jìn)行選型。 周三到周六組裝、調(diào)試 led，進(jìn)行實(shí)物檢查、設(shè)計答辯并完成設(shè)計報告。 、應(yīng)收集資料及主要參考文獻(xiàn)： 1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） . 高教出版社， 2006. 2 彭介華 .電子技術(shù)

16、課程設(shè)計指導(dǎo) . 高教出版社， 1997. 3 謝自美 .電子線路設(shè)計、實(shí)驗與測試（第三版）. 華中科技大學(xué)出版社， 2006. 4 汪學(xué)典 .電子技術(shù)實(shí)驗 . 華中科技大學(xué)出版社， 2006. 四、課程設(shè)計（學(xué)年論文）摘要（中文）： 摘要 此電路應(yīng)用了 CD4511芯片作為譯碼器實(shí)現(xiàn)了 LED動靜態(tài)顯示的基本原理。 電路原理簡單，價格低廉，可用于多位 LED顯示。 七段 LED顯示器也叫數(shù)碼管， 它是由發(fā)光二極管組成的一個陣列， 常用的 LED顯示器用共陽極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)。為了使顯示器能發(fā)光，并且顯示數(shù)碼， 需要加譯碼驅(qū)動電路， 常用的譯碼驅(qū)動電路有靜態(tài)譯碼顯示和動態(tài)譯碼顯示。 靜 態(tài)譯碼

17、顯示是指一個譯碼驅(qū)動電路驅(qū)動一個七段顯示器進(jìn)行數(shù)碼顯示。 動態(tài)譯碼 顯示是指多個七段顯示器共用一個譯碼驅(qū)動電路， 由掃描電路控制每個顯示器分 時進(jìn)行顯示， 每個顯示器按不同的時間輪流使用譯碼驅(qū)動電路。 從而使顯示電路 更加簡單。 關(guān)鍵詞： LED CD4511 譯碼顯示 顯示器 五、課程設(shè)計（學(xué)年論文）摘要（英文）： bstract The circuit apply to the LED tendency,the static demonstration basic principle using decoder chip CD4511. The axiom of this circuit

18、is convenient,the cost is inexpensive,available in more position LED demonstration. Seven section of LEDm onitors also called the nixietube is an array which is composed by the light emitter diode,the commonly used LED monitor has altogether the positive level and altogether the cloudy level two kin

19、ds of structures. In order to enable the monitor to shine the demonstration numerical code,needs to add the decoding actuation electric circuit,the commonly used decoding actuation electric circuit has two kinds: static decoding demonstration and dynamic decoding demonstration. The static decoding d

20、imonstration is refers to a decoding actuation electric circuit to actuate a seven-segment display to carry on the digital demonstration. But the dynamic scanning demonstration is refers to many seven-segment display to use in common a decoding actuation electric circuit,controls each monitor by the sweep circuit time sharing to carry on the demonstration,namely eac