抗日战争70周年纪念日数显电路设计与实现

雷媛媛

摘要：本文设计了一个纪念日数显电路，该电路主要采用CD4069产生振荡信号，利用CD4017进行编码，通过三个数码管分别呈现2015 9.3和70这样的数字，当一位数码管依次显示完2015 9.3数字后，紧接着两位数码管连续显示4次70数字，从而实现了纪念日的记录。通过对该电路进行制作和调试，能够达到系统的设计要求，且性能稳定，现象明显，具有通用性，只要调节编码电路就可以改变纪念日相应的数字，操作简单方便。

关键词：CD4017；数显电路；设计：实现

中图分类号：TN91 ？ 文献标识码：A？？文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

2015年9月3日是中国抗日战争胜利70周年纪念日，为了将这历史性的时刻记录下来，本文设计了一个纪念日数显电路，该电路主要采用CD4069产生振荡信号，利用CD4017进行编码，CD4017编码的输出一方面通过二极管、反相器和CD4511控制一位数码管，按顺序显示2015 9.3字样；另一方面通过4个二极管控制两位数码管，使其显示70这样的数字，电路的主要现象是：当一位数码管依次显示完2015 9.3数字后，紧接着两位数码管连续显示4次70数字，从而实现了纪念日的记录。

1 功能要求

抗日战争70周年纪念日非常有意义，要把这个日子记录下来，采用三个数码管，其中一个数码管反复显示2015 9.3，该数码管下方并排放置另两个数码管，这两个数码管反复显示70，每次70显示时间不得少于4个节拍，且每次开始显示的70必须紧跟在2015 9.3数字后面出现，不可以错位。

2 抗日战争70周年纪念日数显电路总体设计

电路总体设计如图1所示，该电路由秒脉冲发生器、编码译码电路、数显电路、反相器共同构成。

下面对各部分电路进行详细介绍：

2.1秒脉冲信号发生器

秒脉冲信号发生器是由集成块CD4069、电阻R1、R2和电容C1共同构成。CD4069包含6个非门，是一片14引脚的集成块，其中14脚为电源输入端，7脚为接地端，1、3、5、9、11、13为非门的输入端，2、4、6、8、10、12为非门的输出端。该秒脉冲发生器具体电路连接为：CD4069的1脚接电阻R1，2脚与R2、3脚相连，4脚与C1的正极相连，C1的负极与R1、R2的另一端相连，该电路能够产生矩形波振荡信号，它的频率由第二个非门的输入、输出端所接的R2、C1共同决定，振荡周期的计算公式为T=2.2R2C1，振荡信号由第二个非门的输出端4脚输出。但该振荡信号并不是非常标准的矩形波，所以信号从4脚输出后又送入第三个非门进行整形，整形后从6脚输出，脉冲信号用红色发光二极管来显示当前的工作状态，当它正常工作时红色发光二极管会闪烁，闪烁的快慢由信号的频率决定。

2.2编码译码电路

要输出2015 9.3这样的数字，就必须通过编码电路进行编码，编码电路由CD4017和二极管共同构成，CD4017是一块脉冲分配集成块，共有10个输出端，当CD4017的时钟输入端14脚得到时钟信号时，10个输出端Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9依次输出高电平信号，CD4017的脉冲分配表如表1所示：

Q4、Q6、Q8、Q9的高电平经二极管和限流电阻送到CD4069的13脚反向后从12脚输出低电平信号，该信号用于控制CD4511的消隐端，使数码管对应的数字不显示，与此同时Q6另一路经过限流电阻接数码管的小数点DP端，使小数点点亮。Q8、Q9、Q0、Q1通过二极管与显示70的两个数码管相连，反复显示4个节拍的70数字。

2.3数显电路

数显电路是由限流电阻和对应的7段数码管共同构成的，只要将CD4511的ABCDEFG各输出端通过限流电阻与7段数码管的ABCDEFG各端相连就可以正常的显示译码器输出的各种数字了。

2.4反相器

反相器由CD4069中的第四个非门构成，当非门的输入端13脚输入高电平信号时，非门的输出端12脚便输出低电平信号；当非门的输入端13脚输入低电平信号时，非门的输出端12脚便输出高电平信号，这样就能实现信号的反向。

3 抗日战争70周年纪念日数显电路的实现原理

当电路接通电源后，绿色的发光二极管点亮，信号发生器的红色发光二极管也在闪烁，CD4017接受到矩形脉冲后，输出端Q0、Q1、Q2、Q3….Q9依次输出计数脉冲，其中Q0、Q2、Q3、Q5、Q7输出经过二极管送到CD4511对应的A、B、C、D端，用于驱动数码管显示相应的数字，Q4、Q6、Q8、Q9经二极管送到非门反向后控制CD4511的消隐端4脚，使数码管不显示，Q6经限流电阻送到数码管的DP端，使数码管显示小数点。另外Q8、Q9、Q0、Q1通过二极管与显示70的两个数码管相连，反复显示4个节拍的70数字。因此实现上面的数码管依次反复显示2015 9.3的数字，而当2015 9.3结束后，下面的两个数码管立即显示4个70数字的现象。

4 结语

通过对设计的电路进行制作和调试，能够达到系统的设计要求，而且性能稳定，现象明显，具有通用性，只要调节编码电路就可以改变纪念日相应的数字，操作简单方便。

参考文献

[1] 胡宴如.模拟电子技术（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2013

[2] 傅丰林.模拟电子线路基础[M].北京：高等教育出版社，2015

[3] 张宝荣.数字电子技术基础（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2015

[4] 韩焱.？数字电子技术基础（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2014