-計數(shù)譯碼顯示電路

1、明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新1電子線路設(shè)計、測試與實驗電子線路設(shè)計、測試與實驗華中科技大學電子與信息工程系楊彩虹 2015.12HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新計數(shù)、譯碼、顯示電路（實驗計數(shù)、譯碼、顯示電路（實驗2121）n實驗目的實驗目的n實驗原理實驗原理n實驗內(nèi)容與要求實驗內(nèi)容與要求n實驗注意事項實驗注意事項明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新一、一、實驗目的實驗目的n掌握掌握40161的邏輯功能及使用方法；的邏輯功能及使用方法；n掌握譯碼、顯示電路的構(gòu)成及使用方掌

2、握譯碼、顯示電路的構(gòu)成及使用方法；法；n進一步熟悉計數(shù)器輸出波形的測試方進一步熟悉計數(shù)器輸出波形的測試方法。法。n掌握計數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計方掌握計數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計方法。法。明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新4位二進制同步加位二進制同步加(遞增遞增)計數(shù)器計數(shù)器 14 13 12 11 1 2 3 4 10 9 16 5 6 7 15 8 VDD CO Q0 Q1 Q2 Q3 ETT LD CR CP D0 D1 D2 D3 ETP VSS P161表表5.21.4 CC40161功能表功能表 1. 40161的邏輯功能的邏輯功能:清零清零使能使能數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入置數(shù)置數(shù)

3、進位進位置數(shù)置數(shù)ET=ETT&ETPCO=Q3Q2Q1Q0CRETLDCP操作狀態(tài)操作狀態(tài) 0 x x x 異步清零異步清零 1 0 x 同步預置同步預置 1 1 0 保持保持 1 1 1 計數(shù)計數(shù)二、二、實驗原理實驗原理明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新 CR LD D0 D1 D2 D3 CP ETP ETT Q0 Q1 Q2 Q3 CO 1 2 3 8 9 12 13 14 15 0 1 2 異異 步步 清清 零零 同同 步步預預 置置 計計 數(shù)數(shù) 保保 持持 輸出 數(shù)據(jù)輸入 1. 40161的時序波形圖的時序波形圖明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新2. 2.

4、 構(gòu)成任意進制計數(shù)器的方法構(gòu)成任意進制計數(shù)器的方法 & 11 12 13 14 2 6 5 4 3 CP 7 10 9 1 ETP ETT LD CR Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 VDD 1 0 1 0 & 11 12 13 14 2 6 5 4 3 CP 7 10 1 9 ETP ETT CR LD Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 VDD 1 0 0 1 利用同步預置利用同步預置清零清零利用異步清零利用異步清零優(yōu)點：優(yōu)點：清零可靠清零可靠輸出沒有毛刺輸出沒有毛刺反饋反饋清零清零反饋反饋置數(shù)置數(shù)明德、厚學、求是

5、、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新3. 3. 構(gòu)成多位計數(shù)器的級聯(lián)方法構(gòu)成多位計數(shù)器的級聯(lián)方法 & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 1 0 0 1 CR 1 LD VDD & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 0 1 0 1 CR 1 LD VDD 進進位位信信號號 CP 串行進位（異步）串行進位（異步）優(yōu)點優(yōu)點：簡單；：簡單；缺點缺點：速度較慢：速度較慢六十進制計

6、數(shù)器六十進制計數(shù)器: :出現(xiàn)競爭冒險的可能性較大出現(xiàn)競爭冒險的可能性較大明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新 & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(1) 1 0 0 1 CR 1 LD VDD & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(2) 0 1 0 1 CR 1 LD VDD 進進位位信信號號 & CP VDD & 六十進制計數(shù)器六十進制

7、計數(shù)器并行進位（同步）并行進位（同步）優(yōu)點優(yōu)點：速度較快；：速度較快；缺點缺點：較復雜。：較復雜。3. 3. 構(gòu)成多位計數(shù)器的級聯(lián)方法構(gòu)成多位計數(shù)器的級聯(lián)方法明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新Pin AssignmentsPin AssignmentsTop ViewTop ViewSegment Segment IdentificationIdentificationDisplay:Display:燈測試燈測試滅燈滅燈鎖存鎖存A A3 3 A A0 0 A A1 1 A A2 2 譯碼器譯碼器CD4511BCCD4511BC4 4、譯碼顯示電路的構(gòu)成、譯碼顯示電路的構(gòu)成BCD-to

8、-7 Segment BCD-to-7 Segment Latch/Decoder/DriverLatch/Decoder/Driver與與74LS48管腳基本兼容管腳基本兼容明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新*Depends upon the BCD code applied during the 0 to 1 transition of LE.X = Dont CareTruth Table明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新 a b e d c g p f p c b e f a g d a b c d e f g p Light Emitting Diode (LED

9、) Readout共陰七段顯示器共陰七段顯示器明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新譯碼顯示電路譯碼顯示電路 4511 3 5 A3 A2 A1 A0 6 2 1 7 4 +5V 13 12 11 10 9 15 14 a b c d e f g a b c d e f g 510 p 公共公共限流限流電阻電阻明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新1413121112341098567CC4011 四 2 輸入與非門 VDD 4B 4A 4Y 3Y 3B 3A 1A 1B 1Y 2Y 2A 2B VSSCD40161 MC14161MC14011 CD4011MC14511 CD4

10、511見見389389頁頁 14 13 12 11 1 2 3 4 10 9 16 5 6 7 15 8 CC40161 VDD CO Q0 Q1 Q2 Q3 ETT LD CR CP D0 D1 D2 D3 ETP VSS CC40163 4 位二進制同步計數(shù)器 14131211123410916567158CC4511 4-7 段鎖存譯碼器/驅(qū)動器 VDD Yf Yg Ya Yb Yc Yd Ye A1 A2 LT BI LE A3 A0 VSS a b e d c g p f p c b e f a g d 共陰數(shù)碼顯示器 芯片管腳圖芯片管腳圖明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新

11、芯片管腳圖芯片管腳圖1413121112341098567CC4023 三 3 輸入與非門 VDD 3C 3B 3A 3Y 1Y 1C 1A 1B 2A 2B 2C 2Y VSS14131211123410916567158CC4027 雙 上 升 沿J-K觸 發(fā) 器 VDD 2Q 2Q 2CP 2RD 2K 2J 2SD 1Q 1Q 1CP 1RD 1K 1J 1SD VSSMC14027 CD4027MC14023 CD4023明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新三三、實驗內(nèi)容與要求、實驗內(nèi)容與要求n1、設(shè)計并組裝六十進制計數(shù)器觀察顯示過程繪制Q0、Q1、 Q2、Q3的波形，以及時

12、鐘CP的波形n2、譯碼顯示與數(shù)字鐘電路（選做）明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新參考邏輯電路圖參考邏輯電路圖明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新簡易數(shù)字鐘電路基本功能要求 準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間； 小時的計時要求為“2424進制進制”，分和秒的計時要求為60進位； 復位：可統(tǒng)一復位到零； 手動校正時間。 當數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間（或稱校時）。校時是數(shù)字鐘應具備的基本功能。對校時電路的要求是，在小時校正時不影響分的正常計數(shù)；在分校正時不影響小時的正常計數(shù)。明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新數(shù)字鐘電路擴展功能要求n自動校時：自動

13、校時：由秒脈沖控制校時由秒脈沖控制校時n仿廣播電臺正點報時：仿廣播電臺正點報時：在在59分分51秒、秒、53秒、秒、55秒秒、57秒發(fā)出低音秒發(fā)出低音512Hz信號，在信號，在59分分59秒時發(fā)出秒時發(fā)出一次高音一次高音1024Hz信號，音響持續(xù)信號，音響持續(xù)1秒鐘，在秒鐘，在1024Hz音響結(jié)束時刻為整點。音響結(jié)束時刻為整點。 n定時鬧鐘定時鬧鐘：其時間自定；：其時間自定；n報整點：從報整點：從0.5秒起發(fā)出一次高音秒起發(fā)出一次高音1024Hz信號，信號，音響持續(xù)音響持續(xù)1秒鐘，間隔秒鐘，間隔1秒，幾點響幾聲，亦可由秒，幾點響幾聲，亦可由按鍵控制報整點時數(shù)。按鍵控制報整點時數(shù)。 n其他功能其

14、他功能明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖 主體電路擴展電路時顯示器時譯碼器時計數(shù)器分顯示器分譯碼器分計數(shù)器校時電路振蕩器分頻器秒顯示器秒譯碼器秒計數(shù)器定時控制仿電臺報時報整點時數(shù)觸摸整點報時1s數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴展電路兩大部分所組成 振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時間基準，再經(jīng)分頻器輸出標準秒脈沖 秒計數(shù)器計滿60后向分計數(shù)器進位 分計數(shù)器計滿60后向小時計數(shù)器進位 小時計數(shù)器按照“24翻0”或“12翻1”規(guī)律計數(shù) 計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器 計時出現(xiàn)誤差時可以用校時電路進行校時、校分、校秒 擴展電路必須在主體電路正常運行的情況下才能進行功能擴展 明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新計數(shù)、譯碼、顯示電路備選實驗內(nèi)容：計數(shù)、譯碼、顯示電路備選實驗內(nèi)容：n1） 電子秒表（p168擴展實驗4 ）n2） 用192實現(xiàn)24遞減及遞增計數(shù)器（p174擴展實驗3）n3）555相關(guān)實驗n4）你有興趣的、難度相當?shù)臅r序邏輯電路案例（各種計數(shù)器、脈沖產(chǎn)生與檢測電路等）明德、厚學、求是、創(chuàng)新明德、厚學、求是、創(chuàng)新四、實驗注意事項