1.课程设计目的
1.1 巩固所学理论，提高动手能力、创新能力和综合设计能力。

1.2 熟悉常用芯片的引脚功能。

1.3 了解动态扫描数码显示电路的组成及工作原理。

2.课程设计要求
2.1 任务要求：动态扫描数码现实电路设计，通过单路显示译码器驱动多路显示输出，同时动态扫描现实时达到无闪烁效果。

2.2 性能指标要求：
（1）设计制作一个进行四位十进制数码显示电路。

（2）分时显示各位十进制数码。

（3）设计用于动态显示控制的脉冲发生电路。

（4）设计分时动态扫描显示控制的逻辑电路。

（5）输入的显示数据为8421BCD码，且并行输入。

3.电路图组成框图
图1
4.元器件清单
元器件：4位拨码开关4只，74LS161十六进制计数器—1片，74LS138译码器—1片，74LS240带三态输出反相器—4片，显示译码器7448， LED显示管 5 个 ,小灯4个，555定时器，28.86kΩ电阻一个，57.72kΩ电阻一个，10nF电容两个，电源，非门，与非门，导线若干。

仿真环境：软件Multisim。

5.各功能块电路图
5.1 脉冲发生电路
图2
该脉冲发生电路为由555定时器接成的多谐振荡器。

其中R
为28.86kΩ，
1
为57.72kΩ,C为10nF，则其产生脉冲的
R
2
频率为：
占空比为:
5.2 计数器
图3
该计数器主要由一个74LS161构成，CLK端接收来自脉冲发生电路中555定
时器的输出脉冲信号，74LS161对其脉冲进行计数，在其输出端Q
D Q
C
Q
B
Q
A
产生从
0000到1111的十六进制循环的高低电平信号，其Q
B Q
A
产生的高低电平信号为00、
01、10、11四进制的循环计数,若需要对六个数码管进行动态扫描显示，则需要将其改接成六进制计数器。

5.3 译码器
图4
该译码器使用的是74LS138，输入端AB接收来自计数器Q
A Q
B
的高低电平信
号，并对其进行译码，因为计数器产生的信号是四进制的，所以只需要用到AB
两位，C端接低电平，输出端Y
0-Y
4
根据输入信号的状态，对应位为低电平。

5.4 显示控制及显示译码
图5
该部分由显示译码、显示控制以及拨码开关组成，是本电路的关键部分。

显
示译码器选用的是7448，用于驱动共阴极数码管，其输入端接四个三态输出反相器的输出端，输出端接四个共阴极数码管的A-G端，其余控制端均接高电平。

显示控制部分由四个带三态输出反相器74LS240组成，其输出控制端分别接74LS138译码器的四个输出端，由四个四位拨码器提供输入。

5.5 数码管
图6
显示部分由四个共阴极数码管以及四组电阻组成，电阻的作用是限流，防止烧坏二极管。

数码管的共阴极分别接74LS138译码器的四个输出端，并与之前的反相器74LS240相对应。

图5中的数码管是用来显示当前时刻，显示控制部分选择显示的数码，即显示译码器的输入所对应的数码。

图5中的LED小灯用于指示当前时刻，显示控制部分进行正常反相输出的反相器，因为反相器低电平时输出有效，所以灯灭所对应的反相器的当前显示的数码。

图5中的拨码开关，向下拨对应BCD码的1，向上对应0。

图6中的LED小灯用于指示当前时刻，处于显示状态的数码管，因为数码管为共阴极，所以其CK端为低电平时可以显示，即小灯灭所对应的数码管显示。

6.仿真电路总图
图7
7.结果分析
7.1 启动仿真后，用示波器观察脉冲发生电路产生波形，如图8
图8
其产生信号频率为1KHz左右，与理论计算值基本一致。

7.2 用逻辑分析仪观察计数器产生的输出信号，如图9
图9
由图9可知，计数器的低两位输出按照00、01、10、11四进制循环计数。

7.3 用逻辑分析仪观察译码器74LS138产生的输出信号，如图10
图10
由图10可知，译码器74LS138产生的输出信号为由Y
0到Y
3
依次为低电平的
信号，分别接在反相器74LS240的输出控制端和数码管共阴极上，实现数码管的分时显示。

7.4 用逻辑分析仪观察四个反相器并联的输出信号，如图11
图11
由图11可知，四个反相器的并联输出根据输出控制端的状态选择对应的拨
码开关进行输出，当前状态下四个拨码开关的状态（从右向左）分别为0110、0011、0101和0100，反相器的并联输出电平为0110、0011、0101和0100循环，其周期与译码器74LS138输出的低电平循环周期相同，即与数码管共阴极的低电平循环周期相同，因此可以使与反相器对应的数码管显示相应的拨码开关所对应的数码。

7.5 观察数码管的分时输出，如图12(a)(b)(c)(d)
(a) (b)
（c） (d)
图12
8.总结
通过这次设计，我进一步了解该如何设计一个数字电路，通过亲自动手选择器件，连接电路，让我对该如何设计一个数字电路的基本方法和基本步骤有进一步的了解和掌握，在设计过程中遇到了一些问题，经过自己反复思考和向别人请教，有效解决了设计中出现的问题。

此次电子设计的成功让我对书本知识更熟悉了，还锻炼了我独立思考的能力。

参考书目：
[1] 阎石，《数字电子技术基础》，高等教育，， 2004.。