組合邏輯功能器件應(yīng)用

1、組合邏輯功能器件的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、通過(guò)自擬實(shí)驗(yàn)方案、自選儀器設(shè)備，掌握中規(guī)模集成譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等功能器件的測(cè)量方法及使用。2、熟悉數(shù)碼管的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理1、譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的作用是把給定的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)據(jù)分配，存貯器尋址和組合控制信號(hào)等。不同的功能可選用不同種類的譯碼器。以3線8線譯碼器74LS138為例進(jìn)行分析，圖4-2（b）為其邏輯符號(hào)。其中、為地址輸入端，為譯碼輸出端，、為使能端。表4-3為74LS138功能表。 圖4

2、-2 38線譯碼器74LS138邏輯圖及引腳排列表4-3 74LS138功能表輸 入輸 出+100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111101111010111111011101101111110110111111111100××××11111111×1×××11111111二進(jìn)制譯碼器實(shí)際上也是負(fù)脈沖輸出的脈沖分配器。若利用使能端中的一個(gè)輸入端輸入數(shù)據(jù)信息，器件就成為一個(gè)數(shù)據(jù)分配器（又稱多路分配器），如圖4-3所示。若數(shù)據(jù)信息是時(shí)鐘脈沖，

3、則數(shù)據(jù)分配器便成為時(shí)鐘脈沖分配器。二進(jìn)制譯碼器還能方便地實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)，如圖4-4所示，實(shí)現(xiàn)的邏輯函數(shù)是 圖4-3 數(shù)據(jù)分配器 圖4-4 實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)數(shù)碼顯示譯碼器七段發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管 （c）符號(hào)及引腳功能 圖4-6 LED數(shù)碼管BCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器CC4511 BCD碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。圖4-7為CC4511引腳排列。圖4-7 CC4511引腳排列其中：A、B、C、DBCD碼輸入端。a、b、c、d、e、f、g譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。測(cè)試輸入端，=“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1”。消隱輸入端，=“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0”。L

4、E鎖定端，LE=“1”時(shí)譯碼器處于鎖定（保持）狀態(tài)，譯碼輸出保持在LE=0時(shí)的數(shù)值，LE=0為正常譯碼。表4-4為CC4511功能表。CC4511內(nèi)接有上拉電阻，故只需在輸出端與數(shù)碼管筆端之間串入限流電阻即可工作。譯碼器還有拒偽碼功能，當(dāng)輸入碼超過(guò)1001時(shí)，輸出全為“0”，數(shù)碼管熄滅。表4-4 CC4511功能表輸 入輸 出LEDCBAabcdefg顯示字形××0××××1111111×01××××0000000消隱0110000111111001100010110000011001

5、011011010110011111100101101000110011011010110110110110110001111101101111110000011100011111110111001111001101110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱01111110000000消隱111××××鎖 存鎖存2、數(shù)據(jù)選擇器又叫“多路開關(guān)”。數(shù)據(jù)選擇器在地址碼（或叫選擇控制）電位的控制下，從幾個(gè)數(shù)據(jù)輸入中選擇一個(gè)并將其送到一個(gè)公共的輸出端。

6、數(shù)據(jù)選擇器的功能類似一個(gè)單刀多擲開關(guān)，如圖4-8所示，圖中有四路數(shù)據(jù)D0D3，通過(guò)選擇控制信號(hào)A1A0（地址碼）從四路數(shù)據(jù)中選中某一路數(shù)據(jù)送至輸出端Q。數(shù)據(jù)選擇器是邏輯設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛的邏輯器件，它有2選1、4選1、8選1、16選1等類別。1）、八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151 圖4-9 74LS151引腳排列表4-4 74LS151功能表輸 入輸 出A2A1A0Q1×××010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D72）、雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS153圖4-10 74LS153引腳功能表4-5 74LS15

7、3功能表輸 入輸 出A1A0Q1××0000D0001D1010D2011D33、數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)例1：用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)函數(shù)表4-6 函數(shù)F的真值表輸 入輸 出CBAF00000011010101111001101111011110 即：A2A1A0CBA, D0=D7=0 D1=D2=D3=D4=D5=D6=1圖4-11 用8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)例2：用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)函數(shù)表4-7 真值表BAF000011101110圖4-12 8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)的接線圖例3：用4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153實(shí)現(xiàn)函數(shù)表4-8 真值表輸 入

8、輸 出ABCF00000010010001111000101111011111表4-9 改進(jìn)真值表輸 入輸 出選中數(shù)據(jù)端ABCF0000D00100100D1C111000D2C111101D3111圖4-13 用4選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn) 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱；2、雙蹤示波器；3、數(shù)字萬(wàn)用表；4、74LS138、CC4511、共陰極數(shù)碼管BS202、電阻510×7、74LS151、74LS153等四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、譯碼器CC4511以及共陰極數(shù)碼管的配合使用。（1）應(yīng)用譯碼器的驅(qū)動(dòng)功能測(cè)試數(shù)碼管的好壞。（2）測(cè)試二進(jìn)制數(shù)到十進(jìn)制數(shù)的譯碼顯示，把結(jié)果記錄到表格中，觀察數(shù)據(jù)撥碼

9、開關(guān)的數(shù)據(jù)與數(shù)碼管的顯示是否一樣，并舉例說(shuō)明它的工作過(guò)程（比如二進(jìn)制數(shù)0111譯碼顯示結(jié)果為7）。2、74LS138譯碼器邏輯功能測(cè)試根據(jù)74LS138的邏輯功能表（表4-3），自擬實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)線路、實(shí)驗(yàn)步驟逐項(xiàng)測(cè)試74LS138的邏輯功能，自擬表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。3、用74LS138構(gòu)成時(shí)序脈沖分配器參照?qǐng)D4-3和實(shí)驗(yàn)原理說(shuō)明，時(shí)鐘脈沖CP頻率約為10KHz，要求分配器輸出端的信號(hào)與CP輸入信號(hào)同相。畫出分配器的實(shí)驗(yàn)電路，選擇適當(dāng)?shù)膬x器設(shè)備，觀察和記錄在地址端、分別取000111 8種不同狀態(tài)時(shí)，端的輸出，注意輸出端與CP輸入端之間的關(guān)系。4、測(cè)試數(shù)據(jù)選擇器74LS153的邏輯功能根據(jù)74L

10、S153功能表及引腳排列，自擬實(shí)驗(yàn)方案測(cè)試74LS153的邏輯功能，并把測(cè)試結(jié)果記錄于自擬表格中。5、用74LS153設(shè)計(jì)三輸入多數(shù)表決電路（1）寫出設(shè)計(jì)步驟。（2）根據(jù)選用的器件畫出電路圖，并安裝調(diào)試。（3）寫出實(shí)驗(yàn)步驟和測(cè)試方法。（4）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障。6、用74LS153實(shí)現(xiàn)全加器（1）寫出設(shè)計(jì)步驟。（2）根據(jù)選用的器件畫出電路圖，并安裝調(diào)試。（3）寫出實(shí)驗(yàn)步驟和測(cè)試方法。（4）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障。五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1、閱讀LED數(shù)碼顯示器件基本常識(shí)及使用注意事項(xiàng)。2、復(fù)習(xí)有關(guān)譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器的工作原理。3、對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中各函數(shù)式進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)。4、畫出各實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)線路及記錄表格。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出實(shí)驗(yàn)線路，把觀察到的波形畫在坐標(biāo)紙上，并標(biāo)上對(duì)應(yīng)的地址碼。2、用數(shù)據(jù)選擇器對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)、寫出設(shè)計(jì)全過(guò)程、畫出接線圖、進(jìn)行邏輯功能測(cè)試；總結(jié)實(shí)驗(yàn)收獲、體會(huì)。2、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、討論。七、思考題1、CC4511的拒偽碼功能體現(xiàn)在哪里？2、怎樣用萬(wàn)用表判斷數(shù)碼管的好壞？3、共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)