實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)十六 組裝十進(jìn)制計數(shù)譯碼顯示電路

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)十六組裝十進(jìn)制計數(shù)譯碼顯示電路一、目的要求1.掌握計數(shù)、譯碼的功能和顯示器件的工作原理。2.熟悉三者的配合使用，能夠設(shè)計一個計數(shù)譯碼顯示電路。二、相關(guān)知識1.計數(shù)器計數(shù)器具有計數(shù)功能，是典型的時序邏輯部件。計數(shù)器不僅可用來計脈沖數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算等。（1）分類按構(gòu)成計數(shù)器中的各觸發(fā)器是否共享一個時鐘脈沖源來分，有同步計數(shù)器（共享CP）和異步（存在至少一個不共享CP）計數(shù)器。根據(jù)計數(shù)法的不同，分為二進(jìn)制、十進(jìn)制、任意(N)進(jìn)制計數(shù)器。根據(jù)計數(shù)的增減趨勢來分，有加法、減法和可逆（計數(shù)器具有分時做加法、減法的功能）計數(shù)器等。（2）中規(guī)模集成計數(shù)器目前，無論是TTL還是CMOS集成電路，都有品種較齊全的中規(guī)模集成計數(shù)電路。使用者只要借助于器件手冊提供的功能表和工作波形圖以及引出端的排列，就能正確地運(yùn)用這些器件。表16-1列出了常用集成計數(shù)器。表16-1常用計數(shù)器類型TTLCMOS十進(jìn)制同步遞增異步清除7416040160同步清除74162可逆單時鐘74168，1904510雙時鐘7419240192異步二-五-十進(jìn)制74196，90，74290四位二進(jìn)制同步遞增異步清除7416140161同步清除74163可逆單時鐘74169，1914516雙時鐘7419340193異步二-八-十六進(jìn)制74197，9374293異步二-六-十二進(jìn)制74927位二進(jìn)制402412位二進(jìn)制404014位二進(jìn)制406074LS160為TTL異步清零、同步置數(shù)的十進(jìn)制加法計數(shù)器，其時序圖如圖16-1所示。74LS161，74LS162，74LS163也為TTL計數(shù)器，它們在功能上略有區(qū)別，詳見表16-2。圖16-174LS160計數(shù)器時序圖表16-2常用四種TTL集成計數(shù)器特點(diǎn)一覽表型號進(jìn)制時鐘清零CLR預(yù)置PR進(jìn)位CO賦能PT=174LS160十進(jìn)制↑異步，低同步，低9→10↓觸發(fā)同步74LS161二進(jìn)制↑異步，低同步，低15→16↓觸發(fā)同步74LS162十進(jìn)制↑同步，低同步，低9→10↓觸發(fā)同步74LS163二進(jìn)制↑同步，低同步，低15→16↓觸發(fā)同步2.數(shù)碼管外形（b）字段組合（c）內(nèi)部接法圖16-1LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管，如圖16-1（a）所示，具有a、b、c、d、e、f、g七段，故稱七段LED數(shù)碼管。利用字段的不同組合，可以分別顯示出0～9十個數(shù)字，如圖16-1（b）所示。例如，顯示數(shù)字1，b、c兩段點(diǎn)亮；顯示數(shù)字8，a、b、c、d、e、f、g七段全部點(diǎn)亮；顯示0，除g字段，a、b、c、d、e、f點(diǎn)亮。LED數(shù)碼管的內(nèi)部接法有兩種，圖為共陽極接法，即LED所有陽極連在一起接到5V電源上，若顯示數(shù)字1，則需將b，c兩LED的負(fù)極通過限流電阻接地，即可顯示數(shù)字1。同理，共陰極接法是將LED的陰極連在一起接地，陽極各通過一個限流電阻接到電源5V上。DP用來點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)。3.七段譯碼驅(qū)動顯示電路（a）74LS48邏輯符號（b）單級計數(shù)譯碼顯示電路圖16-2七段譯碼驅(qū)動顯示電路74LS48是一種常用的輸出高電平的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器，常用在各種數(shù)字電路和單片機(jī)系統(tǒng)的顯示模塊中。圖16-2為74LS48的外形與邏輯符號，其中，D、C、B、A為8421BDC碼輸入端，工作時可以與十進(jìn)制計數(shù)器相連。輸出引腳a~g是七段顯示代碼的輸出端，輸出高電平，可驅(qū)動共陰型LED數(shù)碼管。除了具有實(shí)現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（D、C、B、A）和輸出（a～g）端以外，還引入了燈測試輸入端（）和動態(tài)滅零輸入端（），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動態(tài)滅零輸出（）端。其功能表如表16-3所示。（1）7段譯碼功能（=1，=1）在燈測試輸入端（）和動態(tài)滅零輸入端（）都無效（接高電平）時，輸入D、C、B、A經(jīng)74LS48譯碼，輸出段代碼，高電平有效，驅(qū)動7段字符顯示器顯示相應(yīng)的字符。除D、C、B、A=0000外，也可以接低電平，見表16-3中1～9行。（2）消隱功能（=0）此時端作為輸入端，該端輸入低電平信號時，表16-3倒數(shù)第3行，無論和輸入什么電平信號，不管輸入D、C、B、A為什么狀態(tài)，輸出全為0，7段顯示器熄滅。該功能主要用于多位顯示器的動態(tài)顯示。（3）燈測試功能（=0）此時端作為輸出端，見表16-3最后一行，輸出全為1，點(diǎn)亮7個字段，用于數(shù)碼管測試，判別是否有損壞的字段，與D、C、B、A輸入無關(guān)。（4）動態(tài)滅零功能（=1，=1）此時端也作為輸出端，端輸入高電平信號，端輸入低電平信號，若此時DCBA=0000，表16-3倒數(shù)第2行，輸出全為0，顯示器熄滅，不顯示這個零。DCBA≠0，則對顯示無影響。該功能主要用于多個7段顯示器同時顯示時熄滅高位的零。表16-374LS48真值表輸入輸出顯示DCBAabcdefg0HHLLLLHHHHHHHL01H×LLLHH0HHLLLL12H×LL1LHHH0HHLH23H×LL1HHHHHHLLH34H×LHLLH0HHLLHH45H×LHLHHHLHHLHH56H×LHHLHLLHHHHH67H×LHHHHHHHLLLL78H×HLLLHHHHHHHH89H×HLLHHHHHLLHH910-15略××××××LLLLLLLL（2）HLLLLLLLLLLLLL（4）L×××××HHHHHHHH（3）三、實(shí)驗(yàn)器材TK406電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺、74LS160。四、內(nèi)容步驟1.74LS160計數(shù)功能測試十進(jìn)制異步清零計數(shù)器74LS160，將其四位輸出端分別接輸出指示，時鐘加入低頻連續(xù)脈沖，根據(jù)預(yù)習(xí)好的測試電路連接，觀察輸出結(jié)果，驗(yàn)證表16-4之功能表。表16-474LS160功能表2.單級十進(jìn)制計數(shù)譯碼顯示電路根據(jù)預(yù)習(xí)好的單級計數(shù)、譯碼顯示電路圖，連接一個十進(jìn)制加法計數(shù)顯示電路。當(dāng)通過清零以后，每來一個上跳時鐘，計數(shù)器的輸出就從零開始按照加法計數(shù)，數(shù)碼管即可有計數(shù)結(jié)果的顯示。五、預(yù)習(xí)要求1.認(rèn)真理解集成同步計數(shù)器74LS160的功能及使用方法，設(shè)計出測試電路。2.認(rèn)真理解單級十進(jìn)制計數(shù)器譯碼顯示電路各集成電路的功能及使用方法，設(shè)計出單級實(shí)驗(yàn)電路。六、報告要求1.總結(jié)運(yùn)用集成計數(shù)器74LS160、顯示譯碼器74LS48的體會。2.若利用兩片74LS160組成六十進(jìn)制