數(shù)字顯示電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、數(shù) 字 電 子 技 術(shù) 實(shí) 驗(yàn)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告 班級(jí)： 小組成員： 1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、掌握基本門(mén)電路的應(yīng)用，了解用簡(jiǎn)單門(mén)電路實(shí)現(xiàn)控制邏輯。 2、掌握編碼器、譯碼和現(xiàn)實(shí)電路的設(shè)計(jì)方法。 3、掌握用全加器、比較器設(shè)置電路的方法。二、實(shí)驗(yàn)要求：一操作面板左側(cè)有16個(gè)鍵，編號(hào)為0到15個(gè)數(shù)字，另在面板右側(cè)配2個(gè)共陽(yáng)七段顯示器。設(shè)計(jì)一個(gè)電路：當(dāng)按下小于10的按鍵后，右側(cè)低位七段顯示器顯示數(shù)字，左側(cè)七段顯示器顯示0；當(dāng)按下大于9的按鍵后，右側(cè)低位七段顯示器顯示個(gè)位數(shù)，左側(cè)七段顯示器顯示1。若同時(shí)按下幾個(gè)鍵，優(yōu)先級(jí)別順序是15到0。三、實(shí)驗(yàn)原理圖： 四、設(shè)計(jì)思想和基本原理 1、編碼電路 16

2、線-4線編碼器輸入信號(hào)為a15-a0，低電平有效，而a15的優(yōu)先權(quán)最高，a0的優(yōu)先權(quán)最低，輸出z3、z2、z1、z0為4位二進(jìn)制反碼（即0000-1111）?？捎玫谝黄妮斎攵薸7-i0分別接a15- a8，第一片的輸入端i7-i0分別接a7- a0，顯然第一片的優(yōu)先權(quán)應(yīng)高于第二片，只有當(dāng)a15- a8無(wú)信號(hào)時(shí)才允許第二片工作。因此，將第一片的選通輸出端ys和第二片的控制端s相連，即可實(shí)現(xiàn)上述功能。然后經(jīng)過(guò)與非門(mén)，將z3、z2、z1、z0取反。 2、基本門(mén)電路、全加器電路根據(jù)系統(tǒng)的要求，顯示輸入應(yīng)為8421bcd碼，可以采用加6的方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)小于9時(shí)直接輸入；當(dāng)大于9時(shí)，將bcd碼加6（溢出后

3、相當(dāng)于減10）且十位進(jìn)一。 3、譯碼、顯示電路將經(jīng)過(guò)編碼、基本門(mén)電路和全加器電路得到的四位二進(jìn)制經(jīng)譯碼器得到8421bcd碼，由于采用74ls47顯示譯碼器，其輸出為低電平有效，因此采用共陽(yáng)數(shù)碼管。五、元件功能及管腳1、編碼器·用二進(jìn)制代碼表示某種特定含義的信息稱(chēng)為編碼；實(shí)現(xiàn)編碼功能的邏輯電路稱(chēng)為編碼器。·優(yōu)先編碼器不需對(duì)輸入變量施加約束條件。它允許幾個(gè)輸入端同時(shí)為有效電平。當(dāng)幾個(gè)輸入端同時(shí)出現(xiàn)有效電平時(shí)，電路只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。·74ls148 8線-3線bcd優(yōu)先編碼器輸入：0-7 （ i0i7 ）為數(shù)據(jù)輸入端（低電平有效）；ei（st）為選通

4、輸入端。輸出：a2a0 （y3y1）為編碼輸出( 反碼輸出）端；gs （yex）為擴(kuò)展輸出端；e0 （ ys ）為選通輸出端。ei(st):輸入使能端ei=0 允許編碼；ei=1 禁止編碼gs(yex):擴(kuò)展輸出端gs=0時(shí)，表示a2、a1、a0有編碼輸出。eo(ys):級(jí)聯(lián)控制eo與優(yōu)先級(jí)別低的相鄰編碼器的ei端相連,eo=0時(shí),允許優(yōu)先級(jí)別低的相鄰編碼器工作；否則禁止優(yōu)先級(jí)別低的相鄰編碼器工作。2、譯碼器·把某種編碼轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的信息，這種組合邏輯電路稱(chēng)為譯碼器。譯碼器常分為二進(jìn)制譯碼器、bcd譯碼器、顯示譯碼器。·在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將譯碼輸出顯示成十進(jìn)制數(shù)字或其他符

5、號(hào)。因此，希望譯碼器能同顯示器配合使用，或者直接能驅(qū)動(dòng)顯示器，這種類(lèi)型的譯碼器稱(chēng)為顯示譯碼器。·最常用的顯示譯碼器是能驅(qū)動(dòng)七段顯示數(shù)碼管的bcd七段字形譯碼器。·七段字形數(shù)碼顯示器又稱(chēng)為數(shù)碼管。根據(jù)發(fā)光材料的不同又分為熒光、液晶（lcd）和發(fā)光二極管（led）等多種七段數(shù)碼管。·74ls47-bcd-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極的數(shù)碼管·7段譯碼器的作用是將dcba輸入的4位bcd碼譯成與之對(duì)應(yīng)的七段字型輸出信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。·lt：數(shù)碼管測(cè)試輸入端，lt=0且bi=1時(shí)，數(shù)碼管各段全亮。·bi/rbo：消隱輸入/串行消隱輸出

6、端。為線與邏輯，用作消隱輸入/串行消隱輸出。 bi=0時(shí)，所有的段輸出禁止，數(shù)碼管各段全黑，處于熄滅狀態(tài)。用rbo=0輸出信號(hào)可以控制多位數(shù)碼管滅零。只需將rbo與要求同本片同時(shí)滅零的其它顯示譯碼器的rbi相連，便可實(shí)現(xiàn)。·rbi：滅零輸入使能端。當(dāng)rbi=0且dcba輸入為0，lt=1時(shí)，數(shù)碼管各段全滅。而dcba輸入為其它值時(shí)，數(shù)碼管都能顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)碼。利用此功能可以對(duì)無(wú)意義的數(shù)碼進(jìn)行消隱。3、與非門(mén)74ls00 74ls00是一個(gè)與非門(mén)組合集成片子，其中包含四個(gè)與非門(mén)。4、七段led共陽(yáng)數(shù)碼管 led七段數(shù)碼管由7個(gè)發(fā)光二極管組成。發(fā)光二極管工作電壓為1.5v3v，一般工作電流

7、為幾ma十幾ma 。·按不同的驅(qū)動(dòng)方式，數(shù)碼管可分為共陰極和共陽(yáng)極兩種接法。·使用時(shí)每個(gè)二極管支路均應(yīng)接限流電阻，以防二極管因電流過(guò)大而損壞。5、加法器74ls28374ls283是4位二進(jìn)制超前進(jìn)位全加器。全加器是實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加運(yùn)算功能器件。用4位二進(jìn)制加法器構(gòu)成bcd碼加法器，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果（和）小于或等于1001時(shí)，bcd碼加法與4位二進(jìn)制加法結(jié)果相同；當(dāng)和數(shù)大于1001時(shí)，由于bcd碼是逢十進(jìn)一，而4位二進(jìn)制加法是逢十六進(jìn)一，因此要在組間進(jìn)位方式上加一個(gè)校正電路，即在4位二進(jìn)制數(shù)相加結(jié)果大于9（1001）時(shí)，電路再自動(dòng)加6（0110）。六、元件清單：元件名稱(chēng)數(shù)量編碼器74

8、ls1482與非門(mén)74ls002譯碼器74ls472七段共陽(yáng)數(shù)碼管2加法器74ls2831導(dǎo)線，焊錫若干按鍵16電路板（單聯(lián)板）1270電阻14七、仿真電路電路原理圖八、調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法在仿真過(guò)程中，電路工作正常，但沒(méi)有滅燈功能，即在沒(méi)有任何輸出情況下，還是顯示為零。這樣，不管是按下“零”還是沒(méi)有輸入，均顯示為零。為了改正這一缺陷，使兩個(gè)74ls148的gs端經(jīng)過(guò)一個(gè)與非門(mén)接到個(gè)位的74ls47的bi/rbo端。這樣，當(dāng)沒(méi)有任何輸入時(shí)，74ls148的gs端輸出為高電平，經(jīng)過(guò)一個(gè)與非門(mén)，輸出低電平，使得74ls47不工作，即實(shí)現(xiàn)了滅燈功能。九、分工張春圓：焊接電路板陳華濤：仿真電

9、路、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成冠雄：買(mǎi)元件、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告10、 實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)在本次試驗(yàn)中，電路仿真應(yīng)該是一個(gè)并非容易的事情。首先要弄明白各個(gè)芯片的功能和其各個(gè)管腳的作用。在此基礎(chǔ)上，搭接線路，并進(jìn)行調(diào)試。當(dāng)最終結(jié)果顯示無(wú)誤時(shí)，有一種小小的成就感油然而生。有了仿真電路圖，接下來(lái)就是焊板子。在焊接時(shí)，由于將一個(gè)74ls00的接地線接錯(cuò)，是的結(jié)果一半錯(cuò)誤一半正確。于是，線檢查接地線和接電源線，終于檢查除了錯(cuò)誤所在。在此次試驗(yàn)中，不緊學(xué)會(huì)了一些元件的應(yīng)用和數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了怎樣去分析問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題之后，怎樣去解決問(wèn)題。還記得剛聽(tīng)到老師介紹實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，我以為不會(huì)很難做,就是用開(kāi)關(guān)控制數(shù)碼管顯示幾

10、個(gè)數(shù)字而已，跟上學(xué)期做的模電實(shí)驗(yàn)應(yīng)該差不多。但是，開(kāi)始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的時(shí)候，我恍然間意識(shí)到，我的想法太幼稚了。最開(kāi)始的時(shí)候，我們小組成員沒(méi)有很好的交流，兩天都沒(méi)有什么進(jìn)展?？吹缴磉吰渌男〗M已經(jīng)有的開(kāi)始焊接電路了，我們都有些著急了。坐到一起商量了一整個(gè)晚上，通過(guò)查書(shū)，上網(wǎng)檢索，在multisim上繪制了各種電路，絞盡腦汁，但結(jié)果很讓人失望，電路沒(méi)有設(shè)計(jì)好，還搞得大家頭暈?zāi)X脹。最后沒(méi)了辦法，就與其他的進(jìn)度比較快的小組交流了一下，參考了數(shù)電實(shí)驗(yàn)書(shū)的參考電路，在這些基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)連接出了具有滅零功能的電路。電路設(shè)計(jì)出來(lái)只是開(kāi)始，看著布滿線的電路圖就能想象的到焊接電路又會(huì)是一件難事。果不其然，開(kāi)始的布局就開(kāi)

11、始讓人頭疼了。我起初想先用protel繪制一下，設(shè)計(jì)一下整體的布局。但是為了節(jié)省時(shí)間，我最后決定親手在紙上畫(huà)，查找每個(gè)芯片的管腳圖并翻轉(zhuǎn)，方便板子的焊接。萬(wàn)事俱備，剩下的就是在實(shí)驗(yàn)室安心焊電路了。為了讓焊出來(lái)的電路板看上去好看一點(diǎn)，我們用了兩種顏色的導(dǎo)線。有的地方甚至我們?nèi)齻€(gè)人一起上了手，經(jīng)過(guò)了不知道多少次的焊焊接接，終于是焊出了滿意的電路板，興沖沖的跑去測(cè)試，卻被澆了一盆冷水。數(shù)碼管只顯示一部分?jǐn)?shù)，而且原本的滅零現(xiàn)在卻是顯示11?？粗@么復(fù)雜的電路，我頓時(shí)絕望了。但平復(fù)下來(lái)，我們慢慢分析了一下顯示的結(jié)果。因?yàn)闇缌愎δ軟](méi)有實(shí)現(xiàn)，所以我們最先想到了74ls47n的rbi接入電平是否是低電平，結(jié)果用電壓表測(cè)得是高電平，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)改變輸入的時(shí)候，一直不會(huì)出現(xiàn)低電平，那就是與非門(mén)出現(xiàn)了問(wèn)題。最后才發(fā)現(xiàn)，74ls00的gnd管腳沒(méi)有接地，芯片沒(méi)有工作，所以與非門(mén)的輸出相當(dāng)于斷開(kāi)，一直處于高電平。重新調(diào)整了電路后，實(shí)現(xiàn)了所有的功能，成功的時(shí)候大家真的是就差大聲地喊出來(lái)了。 經(jīng)過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)，著實(shí)讓我提高了不少。加深了我對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課本里的理論的認(rèn)識(shí),提高了自己的實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，也培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)精神、交流能力、獨(dú)立思考能力等。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，首先鍛煉了我的實(shí)際動(dòng)手能力，充分體現(xiàn)了理論結(jié)合實(shí)