計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路實(shí)驗(yàn)

1、S5-L T4LS16L的謖軻電路實(shí)驗(yàn)五 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谜莆罩幸?guī)模集成汁數(shù)器74LS16 1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，熟悉用示波器測試計(jì)數(shù)器輸岀波形得方法。二、實(shí)驗(yàn)原理計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路就就是由汁數(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、汁數(shù)器：計(jì)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(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器兩種;如果按照計(jì)數(shù)數(shù)字得增減可分為加法訃數(shù) 器、減法訃數(shù)器與可逆訃數(shù)器三種;如果按照訃數(shù)器進(jìn)位規(guī)律又可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制il數(shù)器、可編程N(yùn)進(jìn)制計(jì)數(shù)器等多

2、種。常用汁數(shù)器均有典型產(chǎn)品,不須自 己設(shè)計(jì)，只要合理選用即可。本實(shí)驗(yàn)選用四位二進(jìn)制同步il數(shù) 器74LS 161做計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器外加適 當(dāng)?shù)梅答侂娐房梢詷?gòu)成十六進(jìn)制以內(nèi) 得任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖5J就就是它得 邏輯圖。這個(gè)電路除了具有二進(jìn)制加法 計(jì)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，D、 C、B、A就就是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端，就就 是淸零端.EP、ET就就是計(jì)數(shù)器使能控 制端,RCO就就是進(jìn)位信號輸出端，它 得主要功能有： 異步淸零功能若=0（輸岀低電平），則輸出QdQcQbQa= 0 000.1 EP、ET信號外，與其它輸入信號無關(guān),也不需要CP脈沖得配合，所以稱為“

3、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Q oQcQbQa同時(shí)接收I）、C、B、A輸 入端得并行數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)進(jìn)入訃數(shù)器需要CP脈沖得作用，所以稱為“同步置數(shù)”，由于4個(gè) 觸發(fā)器同時(shí)置入,又稱為“并行”。 保持功能在=1,= 1得條件下，EP、ET兩個(gè)使能端只要有一個(gè)低電平，計(jì)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(jì)數(shù)功能在=1、=1、EP=k ET=1得條件下，計(jì)數(shù)器對CP端輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)方式為二進(jìn) 制加法，狀態(tài)變化在QpQcQbQa= 0 000-1111間循環(huán)。7 4 LS161得功能表詳見表5-1所示。表5-174L

4、S161得功能表淸零預(yù)置使能時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸出EP ETCPDCBQd Qc Qb QaA0XXXXXXXX0 0 0 010XXtDCBD C B A110 xXA保持11x 0XX X X X保持111 1tXXXX數(shù)XXX X本實(shí)驗(yàn)所需汁數(shù)器就就是十進(jìn)制汁數(shù)器,必須對74LS161外加適當(dāng)?shù)梅答侂娐窐?gòu)成十進(jìn) 制計(jì)數(shù)器，狀態(tài)變化在QpQcQbQ a=O 0 00-1001間循環(huán)。用反饋得方法構(gòu)成十進(jìn)制訃數(shù)器一般有兩種形式，即與反饋置數(shù)法。反饋豊零法就就是利 用淸除端構(gòu)成，即:當(dāng)QpQcQbQa= 1 010（十進(jìn)制數(shù)1 0 ）時(shí)，通過反饋線強(qiáng)制il數(shù)器淸零，如圖 5-2 （a）所示。由于該電

5、路會(huì)出現(xiàn)瞬間10 10狀態(tài),會(huì)引起譯碼電路得誤動(dòng)作，因此很少被 采用。反饋置數(shù)法就就是利用預(yù)宜數(shù)端構(gòu)成.把訃數(shù)器輸入端DiD.DzDj全部接地，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到1 001（十進(jìn)制數(shù)9）時(shí)刑用QdQ八反饋線使預(yù)置端=0,則當(dāng)?shù)谑畟€(gè)CP到來時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出 端等于輸入端電平，即:Qd=Qc=Qb=Qa=0,這樣可以克服反饋置零法得缺點(diǎn)。利用預(yù)置端構(gòu) 成得計(jì)數(shù)器電路如圖5_2（b）所示。i B C D1FTICO1EF74LSL61心0P Qi Qb Qc Qo 】D0- 1nrBC D1ETKO1EFML $161EO- 1?0_岸AG)(b)圖5-2用74LS161構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器館反饋置零法&）反饋

6、置數(shù)法以上介紹得就就是一片計(jì)數(shù)器工作得情況。在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要 用多片計(jì)數(shù)器構(gòu) 成多位計(jì)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(jìn)位與并行進(jìn)位兩種。二位十進(jìn) 制串行進(jìn)位計(jì)數(shù)器得級聯(lián)電路如圖5-3所示，其缺點(diǎn)就就是速度較慢。二位十進(jìn)制并行進(jìn)位 （也稱超前進(jìn)位）汁數(shù)器得級聯(lián)電路如圖5-4所示,后者得進(jìn)位速度比前者大大提髙。十位個(gè)位圖5-3 串行進(jìn)位式二位十邃制計(jì)數(shù)器圖并行進(jìn)位式二位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器2、譯碼器:這里所說得譯碼器就就是將二進(jìn)制碼譯成十進(jìn)制數(shù)字符得器件。實(shí)驗(yàn)中選用 得CD451 1就就是一個(gè)BCD碼七段譯碼器，并兼有驅(qū)動(dòng)功能，內(nèi)部沒有限流電阻，與數(shù)碼管相 連接時(shí)，需要在每段輸岀接上

7、限流電阻，見圖5-5（a ）所示。表5-2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，它可直接顯示岀譯碼器輸岀得十進(jìn)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(gè)公共點(diǎn)（+5 V）,配套得譯碼器為74 L S 46, 7 4 LS47等;共陰接法則相反,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 51L7 4LS48等。七段顯示器得外引線排列圖如圖55 （b）所示。Cb）顯示器圖十5譯碼器和顯示器表52CD4511功能表十進(jìn)制輸入輸出7或功能LDCBa bc d ef型EAg001）I11 11

8、 11ri i1010 011 01120100 01101I 00二 1130100 1010 0二 1401001111 10 10 11l.l150111 1 00101 10I*601011iZi70101010 11 0 011180111119Ci0101111 01 1 01010110 01 1 111110 001 11 0010 010 01 11 1 1111 11 1 011消隱X1XXX00 00 0 00鎖11X10燈測試X0XXXX鎖左在上一個(gè)LE=O時(shí)A1 11 11XX XX1 1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測試74LS1 6 1得邏輯功能（i|數(shù)、淸除、置數(shù)、使能及進(jìn)位

9、等）。CP選用手動(dòng)單次脈 沖或1Hz正方波。輸出接發(fā)光二極管LED顯示。2、按圖56組裝十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并接入譯碼顯示電路。時(shí)鐘選擇1 Hz正方波。觀察電路得自動(dòng)計(jì)數(shù)、譯碼、顯示過程。3、（選做）將1Hz方波改為1kHz方波，用示波器分別測十進(jìn)制計(jì)數(shù)器Q Qo Qb、Qa得輸出波形以及CP得波形，比較它們得時(shí)序關(guān)系。4、（選做）設(shè)計(jì)并組裝六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。要求當(dāng)十位訃數(shù)器數(shù)字為0時(shí)，顯示器無顯示。四. 實(shí)驗(yàn)儀器1. 電路實(shí)驗(yàn)箱2. 數(shù)字萬用表;示波器：3. 計(jì)數(shù)器:74LS161X2譯碼器:CD4511X2四2輸入與非門74LS00X1lkQ電阻X14VccCP淸零囹5-6 24進(jìn)制計(jì)數(shù)/譯碼/顯

10、示電路五、實(shí)驗(yàn)要求1、畫岀十進(jìn)制計(jì)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(jìn)制計(jì)數(shù)器CP、Qa. Q, Qc. Qd得五個(gè)波形得波形圖，標(biāo)岀周期，并比較 它們得相位關(guān)系。1、畫出計(jì)數(shù)器輸出得狀態(tài)圖。六、預(yù)習(xí)要求與思考題1、復(fù)習(xí)計(jì)數(shù)、譯碼與顯示電路得工作原理。2、預(yù)習(xí)中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS1 6 1邏輯功能及使用方法。3、進(jìn)一步了解CD451 1譯碼器與共陰極七段顯示器得工作原理與使用方法。4、繪岀十進(jìn)制計(jì)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、QdQa波形時(shí)，要想使所有波形符合時(shí)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(gè)信號作為外觸發(fā)信號？七、注意事項(xiàng)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(shí)，可與