文档介绍：数字化测量技术实验指导书
电子信息工程系
实验一动态扫描与无效零自动消隐电路设计
一、实验目的
目前,动态扫描及无效零自动消隐技术已被广泛用于新型数字仪表、智能仪器和微机系统中。
1. 动态扫描显示
所谓动态扫描显示,就是让各位数码管按照一定的顺序轮流显示,其显示效果和常规的静态驱动相同。与静态驱动相比,动态扫描显示具有以下优点:
第一,能显著降低显示器的功耗,这对于采用电池供电的便携式数字仪表尤为重要;
第二,能大大减少显示器的外部引线,给印刷电路板的设计和安装带来方便;
第三,能采用BCD码多路输出的方式,不仅使译码、驱动电路大为简化,还可以与微机相连;
第四,只要位扫描信号频率足够高,由于人眼的“视觉暂留”现象,就观察不到闪烁现象。
正是由于动态扫描显示具有上述优点,许多专用大规模集成电路(例如ICM7216、MC14433)都采用了这种工作方式。
实现动态扫描的方案很多,大体上可以分成两类:第一类是利用位选通信号直接驱动各位LED显示器(必要时中间可加达林顿驱动器);第二类是把位选通信号加至译码驱动器的消隐控制端,间接的控制LED显示器的亮灭。本实验选择第二类方案(第一类方案将在实验四中介绍)。
2. 无效零自动消隐
所谓无效零,包括下述两种情况:
第一种:整数前面的零均属于无效零(亦称前导零);
第二种:小数点后面的无效零。
如果显示出无效零,既不符合人们的读数****惯,也给观察和记录带来不便,还增加了显示功耗。近年来,新型数字IC的问世,为设计自动消隐无效零的电路提供了便利条件。
本实验目的:
(1)通过实验,了解动态扫描显示及无效零自动消隐的特点,设计方案及应用。
(2)通过实验,掌握利用译码驱动器14513和节拍发生器4017实现动态扫描显示的电路设计。
(3)通过实验,掌握用14513进行级联,实现无效零自动消隐的电路设计。
二、预****内容
动态扫描与无效零自动消隐实验板的总电路如图1所示。
2. 电路工作原理
由R34 、R35 、C3组成的两级反相RC振荡器,振荡频率fo 30kHz,经过4060逐级分频,从中即可选出合适的频率作为扫描频率fs。一般要求fs≥50N(Hz),N 是显示器的位数,若为观察动态扫描的特殊效果,也可选低频扫描频率,此时将会看到闪烁现象
1. 主要元器件明细表
名称
型号
数量
锁存、译码、驱动器
14513
4片
14级二分频器
4060
1片
节拍发生器
4017
1片
双BCD同步加法计数器
4518
2片
六反相器
4069
1片
共阴红LED数码管
KD-5101AB
4只
R0~R27
RJ--330Ω
28只
R28~R33
RJ--100kΩ
6只
R34
RJ--47kΩ
1只
R35
RJ--15kΩ
1只
R36
RJ--10kΩ
1只
C1、 C2
2只
C3
1000 pF聚丙稀电容
1只
复位键、灯测试键
TP801B键
2只
电源线
自制
2根
短路线
自制
2根
将扫描频率fs加至4017的CP端。并将Y4与Cr端短接,使4017按照每四拍一个循环来工作。输出的拍脉冲Y0~Y3分别接四片14513的端,即可控制各位数码管扫描显示。
加法计数器由两片4518进行级联后构成,输出的BCD码送14513进行译码,计数脉冲fCP也取自4060。
本电路具有无效零自动消隐之功能(个位属于保留位),此外还增加了开机自动复位电路。
3. 电路实验板的设计特点
(1)采用双面印刷板,用+5V电源供电,印制板上端有电源插座。
(2)设有灯测试键,按下该键个位显示全亮笔划“8”。
(3)拔掉4017后,四位显示器作静态显示,此时显示功耗将明显增大。
(4)扫描频率可以选择。
(5)计数频率可以选择。
(6)为便于观察,显示器安装在实验板的正面。
4. 做试验前要求熟悉并掌握以下内容
(1)14513的引脚功能,接线特点,实现动态扫描及无效零自动消隐的电路设计方法。
(2)4518的级联方法。
(3)4060的逻辑功能。
(4)4017的逻辑功能及如何实现四拍一循环。有关4017的内容参见课本相关章节。
(5)扫描频率的正确选择。
(6)由门电路组成的开机自动复位及手动复位电路。
(7)两级反相RC振荡器的工作原理。
(8)与实验相关仪器的正确使用方法。
(9)拔插集成电路的正确方法。
三、实验仪器
1. HY1711-2型直流稳压电源 1台
2. SS7802型双踪示波器