电子技术课程设计任务书
一、 设计目的 ........................................................................................ 1 二、 设计任务 ........................................................................................ 1 三、 设计要求 ........................................................................................ 2 四、 总体方案的设计与选择 ................................................................ 2 五、 单元电路的设计 ............................................................................ 3 (一) CD4511的引脚与功能 ............................................................... 3 (二) CD4553的引脚与功能 ............................................................... 4 (三) CD4011的引脚与功能 ............................................................... 5 (四) LED共阴极数码管 ..................................................................... 6 六、 使用元件 ........................................................................................ 7 七、 电路组装\\调试过程中遇到的问题及解决办法 ......................... 16 八、 分析与心得 .................................................................................. 17
一、 设计目的
1．熟悉CD4553、CD4511的引脚及功能。 2．了解电路的组成和用途。
二、 设计任务
1. 设计一个三位半数字显示计数器电路； 2. 通过设计，可以使电路显示从1000至1999。 3. 使用共阴极七段数码管。
- 1 -
电子技术课程设计任务书
三、 设计要求
1. 利用CD4553、CD4511来实现电路功能； 2. 选择合适的电阻、电容、二极管等器件；
3. 完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图； 4. 撰写设计报告（包括调试总结报告）； 5. 上交制作产品一件。
四、 总体方案的设计与选择
三位半数显计数器电路如下图所示，电路中的计数显示电路由CD4553、CD4511及三只共阴极LED数码管组成，其中CD4553用于计数，而CD4511用来译码。该电路的最高计数值为“1999”。 电路加电时，由于C1、R1复位电路的作用，使或非门2输出端为低电平，LED1和LED2均不发光，由它们组成的千位“1”
- 2 -
电子技术课程设计任务书
不亮。当计数电路由“999”变为“000”时，CD4553的14脚输出一正脉冲，该脉冲式或非门1输出低电平，或非门2的输出端变为高电平，将LED1、LED2点亮，使计数显示为“1000”，从而形成了三位半计数电路。 五、 单元电路的设计
(一) 1. 原理
CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器。特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。 2. 引脚图
CD4511 引 脚 图
CD4511的引脚与功能
3. 引脚功能
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
- 3 -
电子技术课程设计任务书
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。 (二)
CD4553的引脚与功能
1. 原理
CD4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。 2. 引脚图
3. 引脚功能
- 4 -
电子技术课程设计任务书
CLOCK：计数脉冲输入端，下调沿有效。 CIA、CIB：内部振荡器的外界电容端子。
MR：计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。
LE：锁定允许。当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。
DIS：该端接地时，计数脉冲才能进行计数。
DS1、DS2、DS3：位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。
Q0、Q1、Q2、Q3：BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。
CD4553内部虽然有3组BCD码计数器（计数最大值为999），但BCD的输出端却只有一组Q0～Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。例如：当Q0～Q3输出个位的BCD码时，DS1端输出低电平；当Q0～Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平；当Q0～Q3输出百位的BCD码时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止。 (三)
CD4011的引脚与功能
1. 原理
- 5 -
电子技术课程设计任务书
CD4011内部逻辑结构图
2. 引脚图
3. 引脚功能
1A 数据输入端 2A 数据输入端 3A 数据输入端 4A 数据输入端 1B 数据输入端 2B 数据输入端 3B 数据输入端 4B 数据输入端 1Y 数据输出端 2Y 数据输出端 3Y 数据输出端 4Y 数据输出端 VDD 电源正 VSS 地 VDD电压范围：-０.5V~~~18Ｖ (四)
LED共阴极数码管
1. 原理
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。 2. 引脚图
- 6 -
电子技术课程设计任务书
3. 引脚功能
一、 使用元件
符号 名称 规格 - 7 -
电子技术课程设计任务书
R1 R2 R3-R5 R6-R12 C1 C2 LED IC1 IC2 IC3 VT1-VT3 电阻器 电阻器 电阻器 电阻器 电容器 电容器 共阴极数码管 计数器 BCD码驱动器 与非门 三极管 100K 820 1K×3 （300-1K）×7 0.1μ 1000PF CD4553 CD4511 CD4011 S8050 但逐渐的找到了思路，弄明白了刚开始得到这个课题是时候我们都很迷茫，但逐渐的找到了思路。通过一天的时间查找资料，了解课题，然后开始着手焊接电路板。在焊接电路板的过程中出项了很多问题，我们在老师的指导下，一一的解决了许多问题，从中又学会了很多知识。
在本次公课过程中，我在电子元件的识别与测试、电子元件的焊接、电子测试仪器的使用等方面得到了训练。通过自己动手掌握了一定的操作技能，虽没有和组员共同的完成一件作品，但还是拓宽了自己的视野，学会了很多课堂上老师没有讲授的内容。同时为我今后的学习带来了很大的帮助，具有很好的指导作用。
三位半数显计数器电路如下图所示，电路中的计数显示电路
- 8 -
电子技术课程设计任务书
由CD4553、CD4511及三只共阴极LED数码管组成，其中CD4553用于计数，而CD4511用来译码。该电路的最高计数值为“1999”。 电路加电时，由于C1、R1复位电路的作用，使或非门2输出端为低电平，LED1和LED2均不发光，由它们组成的千位“1”不亮。当计数电路由“999”变为“000”时，CD4553的14脚输出一正脉冲，该脉冲式或非门1输出低电平，或非门2的输出端变为高电平，将LED1、LED2点亮，使计数显示为“1000”，从而形成了三位半计数电路。
- 9 -
电子技术课程设计任务书
二、 单元电路的设计
(一) 1.
原理
CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器。特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。
CD4511的引脚与功能
2.
引脚图
CD4511 引 脚 图
3. 引脚功能
- 10 -
电子技术课程设计任务书
BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。 (二) 1.
CD4553的引脚与功能
原理
CD4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。 2.
引脚图
- 11 -
电子技术课程设计任务书
3.
引脚功能
CLOCK：计数脉冲输入端，下调沿有效。 CIA、CIB：内部振荡器的外界电容端子。
MR：计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。
LE：锁定允许。当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。
DIS：该端接地时，计数脉冲才能进行计数。
DS1、DS2、DS3：位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。
Q0、Q1、Q2、Q3：BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。
CD4553内部虽然有3组BCD码计数器（计数最大值为999），但BCD的输出端却只有一组Q0～Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。例如：当Q0～Q3输出个位的BCD码时，DS1端输出低电平；当Q0～Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平；当Q0～Q3输出百位的BCD码
- 12 -
电子技术课程设计任务书
时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止。 (三) 1.
CD4011的引脚与功能
原理
CD4011内部逻辑结构图
2.
引脚图
3.
引脚功能
1A 数据输入端 2A 数据输入端 3A 数据输入端 4A 数据输入端 1B 数据输入端 2B 数据输入端 3B 数据输入端 4B 数据输入端 1Y 数据输出端 2Y 数据输出端 3Y 数据输出端 4Y 数据输出端 VDD 电源正 VSS 地 VDD电压范围：-０.5V~~~18Ｖ
- 13 -
电子技术课程设计任务书
(四) LED共阴极数码管
1. 原理
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。 2. 引脚图
3. 引脚功能
- 14 -
电子技术课程设计任务书
4.
原理
CD4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。 5.
引脚图
6.
引脚功能
CLOCK：计数脉冲输入端，下调沿有效。 CIA、CIB：内部振荡器的外界电容端子。
MR：计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。
- 15 -
电子技术课程设计任务书
LE：锁定允许。当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的值不能进入。
DIS：该端接地时，计数脉冲才能进行计数。
DS1、DS2、DS3：位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。
Q0、Q1、Q2、Q3：BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。
CD4553内部虽然有3组BCD码计数器（计数最大值为999），但BCD的输出端却只有一组Q0～Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。例如：当Q0～Q3输出个位的BCD码时，DS1端输出低电平；当Q0～Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平；当Q0～Q3输出百位的BCD码时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止。
三、 电路组装\\调试过程中遇到的问题及解决办法
1. 根据设计组装电路。
2. 对各个元件进行检测，对不能工作的元件及时更换。以保证接下来的组装及调试工作能够正常的进行。
3. 在组装电路中，由于是初次焊接电路板，有时焊点过大或焊接不牢固，导致电路不能正常工作。经过多次的练习克服焊接中出现的问题。
4. 组装电路后检查无误方可通电，输入计数脉冲，进行基数。
- 16 -
电子技术课程设计任务书
5. 首先对计数进行清零。
6. 对电路进行通电检查，对有问题的元件进行更换，然后再进行调试，直至达到设计的最终效果。
四、 分析与心得
刚开始得到这个课题是时候我们都很迷茫，但逐渐的找到了思路。通过一天的时间查找资料，了解课题，然后开始着手焊接电路板。在焊接电路板的过程中出项了很多问题，我们在老师的指导下，一一的解决了许多问题，从中又学会了很多知识。
在本次公课过程中，我在电子元件的识别与测试、电子元件的焊接、电子测试仪器的使用等方面得到了训练。通过自己动手掌握了一定的操作技能，虽没有和组员共同的完成一件作品，但还是拓宽了自己的视野，学会了很多课堂上老师没有讲授的内容。同时为我今后的学习带来了很大的帮助，具有很好的指导作用。
- 17 -