計數(shù)、譯碼、顯示電路實驗

1、實驗五 計數(shù)、譯碼、顯示電路實驗?zāi)康谜莆罩幸?guī)模集成訃數(shù)器74LS16 I及七段譯碼器CD4511得邏輯功能掌握共陰極七段顯示器得使用方法，熟悉用示波器測試il數(shù)器輸出波形得方法。二.實驗原理計數(shù)、譯碼、顯示電路就就是由訃數(shù)器、譯碼器與顯示器三部分電路組成得邏輯電路。下而分別加以介紹。1、訃數(shù)器：il數(shù)器就就是一種中規(guī)模集成電路，其種類有很多。如果按照觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)得次序分類，可分為同步計數(shù)器與異步汁數(shù)器兩種;如果按照計數(shù)數(shù)字得增減可分為加法訃數(shù)器、減法訃數(shù)器與可逆il數(shù)器三種;如果按照訃數(shù)器進位規(guī)律又可分為二進制計數(shù)器、十進制il數(shù)器、可編程N進制i|數(shù)器等多種。常用訃數(shù)器均有典型產(chǎn)品,不須自己設(shè)

2、計，只要合理選用即可。本實驗選用四位二進制同步訃數(shù)TQiA:禍器74LS 161做訃數(shù)器，該訃數(shù)器外加適當(dāng)?shù)梅磻T電路可以構(gòu)成十六進制以內(nèi)得任意進制計數(shù)器。圖51就就是它得邏輯圖。這個電路除了具有二進制加法訃數(shù)功能外，還具有預(yù)置數(shù)、淸零、保持得功能。圖中就就是預(yù)置數(shù)控制端，1).C、B、A就就是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端就就是淸零端.EP、ET就就是il數(shù)器使能控制端,RCO就就是進位借號輸出端，它EPET D得主要功能有:CPQizFp:屯II： PBCO 異步淸零功能05-1 T4LS161的邏轉(zhuǎn)電路若=0（輸出低電平），則輸出QdQcQbQa= 0OOO,除EP、ET信號外，與其它輸入信號無關(guān),也不需

3、要CP脈沖得配合，所以稱為“異步淸零 同步并行置數(shù)功能在=1,且=0得條件下，當(dāng)CP上升沿到來后，觸發(fā)器QdQcQbQa同時接收D、C、B、A輸 入端得并行數(shù)拯。由于數(shù)據(jù)進入訃數(shù)器需要CP脈沖得作用,所以稱為“同步置數(shù)J由于4個 觸發(fā)器同時置入,又稱為“并行”。 保持功能在=1產(chǎn)1得條件卞，EP、ET兩個使能端只要有一個低電平，計數(shù)器將處于數(shù)據(jù)保持狀 態(tài)，與CP及D. C、B、A輸入無關(guān)。 計數(shù)功能在=1. =1、EP=k ET=1得條件下JI數(shù)器對CP端輸入脈沖進行計數(shù)JI數(shù)方式為二進制加法，狀態(tài)變化在QdQcQbQ尸0000-1111間循環(huán)。7 4 LS161得功能表詳見表51所示。表51

4、74LS161得功能表預(yù)置使能時鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸出EP ETCPDCBQd Qc Qb QaA0XXXXXXXX0 0 0 010XXtDCBD C B A110 XXA保持11X0XX X X X保持111 1tXXXXil-數(shù)XXX X本實驗所需計數(shù)器就就是十進制訃數(shù)器,必須對74LS161外加適當(dāng)?shù)梅答侂娐窐?gòu)成十進制計數(shù)器，狀態(tài)變化在QdQcQbQ A=0 0 00-1001間循環(huán)Q用反饋得方法構(gòu)成十進制il數(shù)器一般有兩種形式，即與反饋IL數(shù)法。反饋置零法就就是利 用淸除端構(gòu)成，即:當(dāng)QpQcQbQa= 1 010（十進制數(shù)1 0 ）時，通過反饋線強制il數(shù)器淸零，如圖5-2 （a）所示。由

5、于該電路會出現(xiàn)瞬間10 10狀態(tài),會引起譯碼電路得誤動作，因此很少被采用。反饋置數(shù)法就就是利用預(yù)置數(shù)端構(gòu)成，把il數(shù)器輸入端DtDaDzD全部接地，當(dāng)計數(shù)器il到1 001（十進制數(shù)9）時，利用QdQa反饋線使預(yù)置端=0,則當(dāng)?shù)谑畟€CP到來時，計數(shù)器輸出端等于輸入端電平，HP：Qd=Qc=Qb=Qa=0,這樣可以克服反饋宜零法得缺點。利用預(yù)置端構(gòu) 成得計數(shù)器電路如圖5-2（b）所示。TTT-TTrii B C 3i1 B C D i1FTRCO1ETKO1EF712161011EF74LS161ECt XP QQeQcQq id0- 1CP CT QiQgQQo ib(Q圖5-2用74LS16

6、1構(gòu)成+進制計數(shù)器（a）反後置零法 （b）反後置數(shù)法以上介紹得就就是一片計數(shù)器工作得情況0在實際應(yīng)用中，往往需要 用多片計數(shù)器構(gòu) 成多位訃數(shù)器。下而介紹il數(shù)器得級聯(lián)方法，級聯(lián)可分串行進位與并行進位兩種。二位十進 制串行進位計數(shù)器得級聯(lián)電路如圖5-3所示，其缺點就就是速度較慢。二位十進制并行進位（也稱超前進位）計數(shù)器得級聯(lián)電路如圖5-4所示，后者得進位速度比前者大大提髙0圖5-3 串行進位式二位+iS制計數(shù)器CP十位個位圈54 并行遊位式二位十進制計數(shù)器2、譯碼器:這里所說得譯碼器就就是將二進制碼譯成十進制數(shù)字符得器件。實驗中選用得CD451 1就就是一個BCD碼七段譯碼器，并兼有驅(qū)動功能內(nèi)部

7、沒有限流電阻，與數(shù)碼皆相連接時，需要在每段輸出接上限流電阻，見圖5-5(3 )所示。表52就就是CD451 1功能表。3、顯示器顯示器采用七段發(fā)光二極管顯示器，它可宜接顯示出譯碼器輸出得十進制數(shù)。七段發(fā)光顯示器有共陽接法與共陰接法兩種:共陽接法就就就是把發(fā)光二極管得陽極都接在 一個公共點(+5 V),配套得譯碼器為74 L S 46. 7 4 LS47等;共陰接法則柑反,它就就是把發(fā)光二極管得陰極都連在一起(接地)，配套得譯碼器為CD4 511.74LS48等。七段顯示器得外引線排列圖如圖55 (b)所示。譯餌器Cb) S示器圖譯碼器和且示器表52CD4511功能表十進制或功能23456789

8、E000000000i入輸岀字 型DCABa bC d e gf0011 11 11| l.l0 011 01100 01101 1 00二 1100 100 0 二 110011 10 1I1.1110 111 二01011 11 1 001 亡0111.1010I0 11 0 0111*11111.11*101111 01 1 011010110 01 1 111110 001 11 0010 010 01 11 1 1111 11 1 011XXX00 00 0 00X10XXXX鎖世在上一個le=o時X1 11 11XX XX1 1三.實驗內(nèi)容1、測試74LS1 6 1得邏輯功能（i|

9、數(shù)、淸除、置數(shù)、使能及進位等 CP選用手動單次脈沖或IHz正方波。輸出接發(fā)光二極管LED顯示。2、按圖56組裝十進制i|數(shù)器并接入譯碼顯示電路0時鐘選擇1 Hz正方波0觀察電路得自動il數(shù)、譯碼、顯示過程。3、（選做）將IHz方波改為Ikllz方波，用示波器分別測卜進制汁數(shù)器Qd、Qc. Qb、Qa得輸出波形以及CP得波形比較它們得時序關(guān)系。4、（選做）設(shè)計并組裝六十進制計數(shù)器。要求當(dāng)十位訃數(shù)器數(shù)字為0時，顯示器無顯示。四、實驗儀器電路實驗箱2.數(shù)字萬用表;示波器;3 i| 數(shù)器：74LS16JX2譯碼器:CD4511X2 四2輸入與非門74LS00X1IkQ電阻X14RCP淸零圖5-6 24

10、進制計數(shù)/譯碼血示電路Vcc五. 實驗要求1、畫出十進制計數(shù)、譯碼、顯示電路中各集成芯片之間得連接圖。2、畫出十進制il數(shù)器CP、Qa. Q, Qc、Qd得五個波形得波形圖，標(biāo)出周期，并比較它們得相位關(guān)系。L畫出汁數(shù)器輸出得狀態(tài)圖。六、預(yù)習(xí)要求與思考題U復(fù)Alii數(shù)、譯碼勻顯示電路得工作原理。2、預(yù)習(xí)中規(guī)模集成訃數(shù)器74LS 1 6 1邏輯功能及使用方法。3、進一步了解CD45i 1譯碼器與共陰極七段顯示器得工作原理與使用方法。4、繪出十進制計數(shù)、譯碼、顯示電路中各集成芯片之間得連線圖。5、用示波器觀察CP、Qd-Qa波形時，要想使所有波形符合時序關(guān)系，應(yīng)選擇什么觸發(fā)方式?如果您選用外觸發(fā)方式，那么應(yīng)取哪個借號作為外觸發(fā)宿號?七. 注意事項1、為了防止干擾，集成電路不用得輸入端不許懸空，必須做適當(dāng)?shù)锰幚怼?、檢查顯示器各段好壞時，