(Multisim數(shù)電仿真)計數(shù)、譯碼和顯示電路WORD

1、文檔可能無法思考全面，請瀏覽后下載! 實驗3.11 計數(shù)、譯碼和顯示電路一、實驗?zāi)康模?. 掌握二進制加減計數(shù)器的工作原理。2. 熟悉中規(guī)模集成計數(shù)器及譯碼驅(qū)動器的邏輯功能和使用方法。二、實驗準(zhǔn)備：1.計數(shù)：計數(shù)是一種最簡單、最基本的邏輯運算，計數(shù)器的種類繁多，如按計數(shù)器中觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的次序分類，可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；按計數(shù)器計數(shù)數(shù)字的增減分類，可分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器等。由觸發(fā)器組成的十進制異步加法計數(shù)器如圖3.11.1所示。圖3.11.1時鐘時鐘允許復(fù)位輸 出 狀 態(tài)× ××× ×× ×不變不變計數(shù)

2、器復(fù)位(=，=)進到下一級不變不變進到下一級目前，各種類型的計數(shù)器已有專門的集成電路，例如CD4017，它是一片十進制計數(shù)/分頻器，該器件具有10個譯碼輸出端，每個譯碼輸出通常處于低電平，且在時鐘脈沖由低到高的轉(zhuǎn)換過程中依次進入高電平，每個輸出在高電平維持10個時鐘周期中的1個時鐘周期，輸出10進入低電平后，進位輸出由低轉(zhuǎn)到高，并能與時鐘允許端連成N級。表3.11.1為其功能表，圖3.11.2是其管腳排列圖。表3.11.1：13 / 14圖 圖3.11.2另外一種可預(yù)計的十進制加減可逆計數(shù)器CD4510，用途也非常廣，其引腳排列如圖3.11.3所示，其中，為預(yù)計計數(shù)使能端，為進位輸入端， 為預(yù)

3、計的輸入端，為進位輸出端，/為加減控制端，為復(fù)位端，CD4510輸入、輸出間的邏輯功能如表3.11.2所示。表3.11.2：工作狀態(tài) 1×00停止計數(shù)0100加法計數(shù)0000減法計數(shù)××10預(yù)置數(shù)×××1復(fù)位圖3.11.3。2. 譯碼與顯示：十進制計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼后驅(qū)動數(shù)碼管，可以顯示09十個數(shù)字，CD4511是BCD7段譯碼驅(qū)動集成電路，其引腳排列如圖3.11.4所示。為試燈輸入，為消隱輸入，為鎖定允許輸入，、為BCD碼輸入，ag為七段譯碼。CD4511的邏輯功能如表3.11.3所示。LED數(shù)碼管是常用的數(shù)字顯示器，分共陰和共陽兩

4、種，BS112201是共陰的磷化鎵數(shù)碼管，其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.11.5所示。圖3.11.4圖3.11.5表3.11.3： 輸 入輸 出abcdefg顯示××0××××11111118×01××××0000000消隱0110000111111000001011000010010110110120011111100130100011001140101101101150110001111160111111000071000111111181001111001190111010000000

5、0消隱10111100110111101111三、計算機仿真實驗內(nèi)容：1. 計數(shù)10的電路：(1). 單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)左列真實元件工具條“CMOS”按鈕，從彈出的對話框“Family”欄中選“CMOS_10V”，再在“Component” 欄中選取4093BD和4017BD各一只，如圖3.11.6所示，將它們放置在電子平臺上。圖3.11.6(2). 單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)左列真實元件工具條“Source”按鈕，從彈出的對話框“Family”欄中選“POWER_SOURCES”，再在“Component” 欄中選取“VDD”和地線，將它們調(diào)出

6、放置在電子平臺上。(3). 雙擊“VDD”圖標(biāo)，將彈出如圖3.11.7所示對話框，將“Voltage”欄改成“10”V，再點擊下方“確定”按鈕退出。圖3.11.7(4). 單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)真實元件工具條“DIODE”按鈕，從彈出的對話框“Family”欄中選“LED”，再在“Component” 欄中選取“LED_red”紅色發(fā)光二極管共10只，如圖3.11.8所示。將它們調(diào)出放置在電子平臺上；其它元件調(diào)法不再贅述，將所有元件調(diào)齊并連成仿真電路如圖3.11.9所示。圖3.11.8圖3.11.9(5). 先將置低電平，再打開仿真開關(guān)，然后再將置高電平，觀察發(fā)光二極管

7、發(fā)光情況，并能解釋電路工作原理。2. 一位計數(shù)、譯碼和顯示電路：(1). 單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)左列真實元件工具條“CMOS”按鈕，從彈出的對話框“Family”欄中選“CMOS_5V”，再在“Component” 欄中選取4510BD和4511BD各一只，如圖3.11.10所示，將它們放置在電子平臺上。圖3.11.10(2). 單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側(cè)左列真實元件工具條“Indicator”按鈕，如圖3.11.10所示，從彈出的對話框“Family”欄中選“HEX_DISPLAY”，再在“Component” 欄中選取“SEVEN_SEG_COM

8、_K”，如圖3.11.11所示，再點擊對話框右上角“OK”按鈕，將共陰數(shù)碼管調(diào)出放置在電子平臺上。其它元件調(diào)法不再贅述。圖3.11.10圖3.11.11(3). 將所有元件調(diào)齊并連成仿真電路如圖3.11.12所示。圖3.11.12 (4). 打開仿真開關(guān)，將置低電平，置高電平，每次將從低電平改變成高電平，觀察數(shù)碼管變化情況；再將置低電平，重復(fù)上述實驗，并能解釋之。四、實驗室操作實驗內(nèi)容：1. 計數(shù)10的電路：圖3.11.13是用兩片數(shù)字集成電路CD4093和CD4017組成計數(shù)10的電路，其中CD4093為含有施密特觸發(fā)器的四2輸入與非門。在 THD-1型(或Dais-2B型)數(shù)電實驗箱上按圖

9、3.11.13接好電路，開關(guān)由低電平扳向高電平，觀察計數(shù)電路輸出端發(fā)光二極管的變化情況，并解釋之。圖3.11.132. 驗證譯碼和顯示功能：在THD-1型(或Dais-2B型)數(shù)電實驗箱左上方選一片CD4011和數(shù)碼管電路，將其下方的、 (或8、4、2、1)四個孔分別接到4個鈕子開關(guān)上，根據(jù)表3.11.3中，、的編碼，逐行驗證譯碼和數(shù)碼管的顯示情況，是否和理論上相符？3一位計數(shù)、譯碼和顯示電路：(1). 參閱計數(shù)集成電路CD4510的管腳排列圖3.11.3(或圖3.11.15)和譯碼驅(qū)動集成電路CD4511的管腳排列圖3.11.4(或圖3.11.15)及共陰數(shù)碼管腳排列圖3.11.5，按圖3.

10、11.14接線，組成一位計數(shù)、譯碼及顯示電路。圖3.11.14(2). 打開實驗箱電源開關(guān)，先將CD4510的端置“1”(復(fù)位)，數(shù)碼管應(yīng)顯示“0”，再將端置“0”。(3). 將CD4510的端置“1”，端與實驗臺單次脈沖輸出孔相連，每按一次脈沖按鈕，觀察數(shù)碼管的變化。(4). 將CD4510的端置“0”，端與實驗臺單次脈沖輸出孔相連，每按一次脈沖按鈕，觀察數(shù)碼管的變化，解釋上述現(xiàn)象。*3.設(shè)計一個兩位計數(shù)、譯碼和顯示電路：(1). 利用THD-1型(或Dais-2B型)數(shù)字電路實驗箱左上方的譯碼顯示電路，即CD4511與數(shù)碼管已經(jīng)接好，只要求用兩片CD4510設(shè)計好計數(shù)電路，畫出完整電路圖。(2). 根據(jù)設(shè)計好的電路圖在THD-1型(或Dais-2B型)數(shù)字電路實驗箱上接好實驗電路。(3). 將端接實驗臺上連續(xù)脈沖(脈沖頻率選1Hz)輸出孔，實現(xiàn)自動加或減計數(shù)、譯碼和顯示。五、實驗報告要求：總結(jié)整理實驗結(jié)果，解釋計數(shù)、譯碼及顯示過程。六、實驗設(shè)備及材料：1. 仿真計算機及Multisim7軟件。2. THD-1型(或