抗日戰爭70周年紀念日數顯電路設計與實現

雷媛媛

摘要：本文設計了一個紀念日數顯電路，該電路主要采用CD4069產生振蕩信號，利用CD4017進行編碼，通過三個數碼管分別呈現2015 9.3和70這樣的數字，當一位數碼管依次顯示完2015 9.3數字后，緊接著兩位數碼管連續顯示4次70數字，從而實現了紀念日的記錄。通過對該電路進行制作和調試，能夠達到系統的設計要求，且性能穩定，現象明顯，具有通用性，只要調節編碼電路就可以改變紀念日相應的數字，操作簡單方便。

關鍵詞：CD4017；數顯電路；設計：實現

中圖分類號：TN91 ？ 文獻標識碼：A？？文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

2015年9月3日是中國抗日戰爭勝利70周年紀念日，為了將這歷史性的時刻記錄下來，本文設計了一個紀念日數顯電路，該電路主要采用CD4069產生振蕩信號，利用CD4017進行編碼，CD4017編碼的輸出一方面通過二極管、反相器和CD4511控制一位數碼管，按順序顯示2015 9.3字樣；另一方面通過4個二極管控制兩位數碼管，使其顯示70這樣的數字，電路的主要現象是：當一位數碼管依次顯示完2015 9.3數字后，緊接著兩位數碼管連續顯示4次70數字，從而實現了紀念日的記錄。

1 功能要求

抗日戰爭70周年紀念日非常有意義，要把這個日子記錄下來，采用三個數碼管，其中一個數碼管反復顯示2015 9.3，該數碼管下方并排放置另兩個數碼管，這兩個數碼管反復顯示70，每次70顯示時間不得少于4個節拍，且每次開始顯示的70必須緊跟在2015 9.3數字后面出現，不可以錯位。

2 抗日戰爭70周年紀念日數顯電路總體設計

電路總體設計如圖1所示，該電路由秒脈沖發生器、編碼譯碼電路、數顯電路、反相器共同構成。

下面對各部分電路進行詳細介紹：

2.1秒脈沖信號發生器

秒脈沖信號發生器是由集成塊CD4069、電阻R1、R2和電容C1共同構成。CD4069包含6個非門，是一片14引腳的集成塊，其中14腳為電源輸入端，7腳為接地端，1、3、5、9、11、13為非門的輸入端，2、4、6、8、10、12為非門的輸出端。該秒脈沖發生器具體電路連接為：CD4069的1腳接電阻R1，2腳與R2、3腳相連，4腳與C1的正極相連，C1的負極與R1、R2的另一端相連，該電路能夠產生矩形波振蕩信號，它的頻率由第二個非門的輸入、輸出端所接的R2、C1共同決定，振蕩周期的計算公式為T=2.2R2C1，振蕩信號由第二個非門的輸出端4腳輸出。但該振蕩信號并不是非常標準的矩形波，所以信號從4腳輸出后又送入第三個非門進行整形，整形后從6腳輸出，脈沖信號用紅色發光二極管來顯示當前的工作狀態，當它正常工作時紅色發光二極管會閃爍，閃爍的快慢由信號的頻率決定。

2.2編碼譯碼電路

要輸出2015 9.3這樣的數字，就必須通過編碼電路進行編碼，編碼電路由CD4017和二極管共同構成，CD4017是一塊脈沖分配集成塊，共有10個輸出端，當CD4017的時鐘輸入端14腳得到時鐘信號時，10個輸出端Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9依次輸出高電平信號，CD4017的脈沖分配表如表1所示：

Q4、Q6、Q8、Q9的高電平經二極管和限流電阻送到CD4069的13腳反向后從12腳輸出低電平信號，該信號用于控制CD4511的消隱端，使數碼管對應的數字不顯示，與此同時Q6另一路經過限流電阻接數碼管的小數點DP端，使小數點點亮。Q8、Q9、Q0、Q1通過二極管與顯示70的兩個數碼管相連，反復顯示4個節拍的70數字。

2.3數顯電路

數顯電路是由限流電阻和對應的7段數碼管共同構成的，只要將CD4511的ABCDEFG各輸出端通過限流電阻與7段數碼管的ABCDEFG各端相連就可以正常的顯示譯碼器輸出的各種數字了。

2.4反相器

反相器由CD4069中的第四個非門構成，當非門的輸入端13腳輸入高電平信號時，非門的輸出端12腳便輸出低電平信號；當非門的輸入端13腳輸入低電平信號時，非門的輸出端12腳便輸出高電平信號，這樣就能實現信號的反向。

3 抗日戰爭70周年紀念日數顯電路的實現原理

當電路接通電源后，綠色的發光二極管點亮，信號發生器的紅色發光二極管也在閃爍，CD4017接受到矩形脈沖后，輸出端Q0、Q1、Q2、Q3….Q9依次輸出計數脈沖，其中Q0、Q2、Q3、Q5、Q7輸出經過二極管送到CD4511對應的A、B、C、D端，用于驅動數碼管顯示相應的數字，Q4、Q6、Q8、Q9經二極管送到非門反向后控制CD4511的消隱端4腳，使數碼管不顯示，Q6經限流電阻送到數碼管的DP端，使數碼管顯示小數點。另外Q8、Q9、Q0、Q1通過二極管與顯示70的兩個數碼管相連，反復顯示4個節拍的70數字。因此實現上面的數碼管依次反復顯示2015 9.3的數字，而當2015 9.3結束后，下面的兩個數碼管立即顯示4個70數字的現象。

4 結語

通過對設計的電路進行制作和調試，能夠達到系統的設計要求，而且性能穩定，現象明顯，具有通用性，只要調節編碼電路就可以改變紀念日相應的數字，操作簡單方便。

參考文獻

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