数字电路综合实验电路板的设计和制作

摘 要 实验电路板系统设计―按键显示模块中有涉及编码器、译码器、比较器、数码管等相关知识的运用。它们是数字电路技术的基本元器件，为了促进相关知识更好的理解并运用于课堂实践中去，设计了数字电路综合实验电路板的按键显示模块。它帮助老师更好的讲解和展示编码器、译码器和比较器的使用原理和意义；同时，也促进同学们高效的吸取知识。

【关键词】编码器 译码器 比较器 数码管显示

随着国家的进步现代技术的提高，我们也开始重视数字电路技术基础器件的认识和实践，《数字电子技术基础教程》中有涉及编码器、译码器、比较器、数码管等相关知识的学习，为以后的深度研究和相关知识学习打下坚实的基础。本设计介绍基于数电课本相关知识合理运用于实践学习中，方便老师把课本知识具体化，同学把相关知识实践化。

1 按键显示综合实验原理图设计

如图1所示。

第一部分：主要是由10个6脚开关、1片74LS147、1片74LS00、 1片74LS85、3个10欧姆的电阻、3个LED等构成。这里随意按动一个按键（按键平时不按是输出为1，按下输出0），通过10线―4线编码器74LS147进行编码，送至74LS00取反，求反的结果送到74LS85的4个输入端“ABCD”―可进行二进制码和BCD码的比较。并对两个4位字的比较结果由三个输出端（Fa>Fb，Fa=Fb，Fa

第二部分：主要是由10个6脚按键开关、1片74LS147、1片74LS00、1片74LS48、7个的限流电阻（100欧姆～200欧姆）、1个共阴极数码管组成。开关对应0～9号，当按下其中任意一个开关，此时输出由“1”变为“0”，通过10线―4线编码器74LS147进行编码，送至74LS00取反，求反的结果送4线―7线译码器74LS48进行译码，最后通过数码管显示相应按键按下的数字。

2 数字电路综合实验电路板的PCB设计

如图4所示。

系统板PCB是通过Altium Designer软件绘制而成，它包含第一部分的“比较亮灯显示”模块和第二部分的“数码字符显示”模块。其中，PCB板相关参数设置如下：线宽35mil、焊盘内径40mil 外径X―70mil Y―100mil、排针PIN HEADER、开关―不锁六角开关、电阻―100欧姆。

3 数字电路综合实验电路板的按键显示实物

如图5所示。

4 结论与展望

通过《数字电子技术基础教程》相关知识的学习，把书本知识具体化。通过常见的编码器芯片和译码器器件及其数值比较器和共阴极的7段显示数码管组成我们按键显示的核心部分。增强了我们动手实践能力也提高了我们对相关知识的认知和熟悉度；另一方面方便老师课堂事物进行演示教学，提高了教学质量和同学的兴趣度。当然，按键显示模块还可以拓展到很多地方，比如：可以增强D触发器74LS74芯片构成抢答器模块，总开关可以由支持人控制，当开关被按下输出低电平；选手微动开关平时为0，按下为1，提高一个CP上升沿，相应触发器输出Q=1，同时其他触发器的D=0，故其他选手的动作不起作用。

（通讯作者：穆玉珠）

参考文献

[1]徐晓鸣，李胜成.数字技术中的模拟电路技术[J].中国新技术新产品，2010，（24）：36.

[2]程洁.新数字媒介发展分析[D].复旦大学，2004.

[3]胡国清.适于教学可供借鉴――浅评《数字电子技术基础简明教程》[J].教材通讯，1986，（05）：43-44.

[4]黄利君.优先编码器74LS147功能扩展 [J].集成电路应用，2003，（05）：33-35.

[5]顾永明.二进制码与BCD码间的转换――介绍两种二进制码至BCD码的转换器[J].工业仪表与自动化装置，1980，（02）：16-22.

[6]宋沛.格雷码到BCD码的转换[J].机电工程技术，2003，（05）：99-100.

[7]刘岩龙.二进制编码微波信号光子学生成研究[D].西南交通大学，2014.

[8]李伟民，褚玉晓.数值比较器电路的仿真分析及应用[J].计算机光盘软件与应用，2014，（14）：289+291.

[9]赵战民.数码管显示方法的比较[J].科技信息，2007，（03）：70+26.

[10]宁志刚，黄智伟，唐慧，胡芬芬.八位数显抢答器课程设计方法研讨[J].实验室研究与探索，2009，（01）：65-67+77.

[11]王秋云.基于双边沿触发的低功耗触发器逻辑设计[J].井冈山师范学院学报， 2003，（06）：24-26.

作者单位

西南民族大学 四川省成都市 610041