實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)-MSI邏輯功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、廣州大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告開(kāi)課學(xué)院及實(shí)驗(yàn)室：電子樓410 2012年 月 日學(xué)院機(jī)電學(xué)院年級(jí)、專業(yè)、班電信121姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)課程名稱數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)成績(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)MSI邏輯功能測(cè)試指導(dǎo)老師朱靜一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、使用儀器、材料四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握中規(guī)模(MSI)集成譯碼器的邏輯功能和使用方法；2驗(yàn)證38線譯碼器和七段顯示譯碼器的邏輯功能； 3掌握數(shù)碼管與譯碼器配合使用的方法；。二實(shí)驗(yàn)原理譯碼器的作用是進(jìn)行代碼間的“翻譯”，將具有特定含義的二進(jìn)制碼進(jìn)行辨別，并轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)。譯碼器可分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類

2、。前者又分為變量譯碼器和代碼變換譯碼器。l變量譯碼器(又稱二進(jìn)制譯碼器)，用以表示輸入變量的狀態(tài)，如2線4線、3線8線和4線16線譯碼器。若有n個(gè)輸入變量，則有2n個(gè)不同的組合狀態(tài)，就有2n個(gè)輸出端供其使用。例如，有3個(gè)輸入變量(或稱為地址端)，那么就可以有23=8個(gè)不同的地址組合，分別為000、001、010、011、100、101、110、111，可以控制8個(gè)輸出端，而每一個(gè)輸出所代表的函數(shù)對(duì)應(yīng)于n個(gè)輸入變量的最小項(xiàng)。(b)16 15 14 13 12 111091234567874LS138VCCGNDA2S2A1A0S3S1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y

3、7111111&&&&&&&&&A0A1A2S2S3S1(a)以3線8線譯碼器74LSl38為例，圖3-1(a)(b) (c)分別為其邏輯圖及引腳排列。其中A2、A1、A0為地址輸入端，Y0Y7為譯碼輸出端，S1、¯S2、¯S3為使能端。表3-1為74LSl38功能表。當(dāng)S1=1，¯S2+¯S3=0時(shí)，74LS138工作，地址碼所指定的輸出端輸出0(被選中)，其它輸出端均輸出1(未被選中)。當(dāng)S1=0；¯S2+¯S3=×（注：“×”即不論是什么

4、邏輯值的意思。）；或S1=×，¯S2+¯S3=1時(shí)，譯碼器被禁止，所有輸出同時(shí)為l。圖3-2 數(shù)據(jù)分配器Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A274LS138S1S2S3數(shù)據(jù)輸入地址輸入分配器輸出圖3-3 實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)圖ZY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A274LS138S1S2S3&+5VA B C74LS138譯碼器也可作為負(fù)脈沖輸出脈沖分配器使用，只需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)多路分配器，如圖3-2所示。若令¯S2=¯S3=0，在S1端輸入數(shù)據(jù)，地址碼所對(duì)應(yīng)的輸出端輸出S1數(shù)據(jù)的反碼；若令S1

5、=1、¯S3=0，從¯S2端輸入數(shù)據(jù)，地址碼所對(duì)應(yīng)的輸出端就是S2端數(shù)據(jù)信息的原碼。若輸入的是時(shí)鐘脈沖，則數(shù)據(jù)分配器便成為時(shí)鐘脈沖分配器。數(shù)據(jù)分配器可將一個(gè)信號(hào)源的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)讲煌牡攸c(diǎn)。二進(jìn)制譯碼器還可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。由表3-1知，74LS138正常工作時(shí)，每個(gè)輸出端輸出的邏輯關(guān)系為若在地址端賦值A(chǔ)2=C，A1=B，A0=A，74LS138的輸出邏輯式可以改寫(xiě)為現(xiàn)在要用74LS138實(shí)現(xiàn)如下式所示的邏輯函數(shù)先通過(guò)如下變換圖3-4 用兩片74LS138組合4/16譯碼器Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A274LS138(1)S1S2S3+5VY0Y1Y2Y3Y

6、4Y5Y6Y7A0A1A274LS138(2)S1S2S3D3D0 D1 D2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y15由上式可接成如圖3-3所示電路。利用使能端能還可以方便地將兩個(gè)3/8譯碼器組成一個(gè)4/16譯碼器，如圖3-4所示。2數(shù)碼顯示譯碼器a七段發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管3 / 3文檔可自由編輯打印 h a b c d e f g - M h a b c d e f g + MgabcdefghfabedchcM-M-gabcdefghfabedchcM+M+(a)共陰連接50115012(b)共陽(yáng)連接(c)符號(hào)及引腳功能圖3-5 LED數(shù)碼管LED

7、數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖3-5(a)、(b)為共陰管和共陽(yáng)管的電路。共陰管即所有的發(fā)光二極管的“-”極連在一起引出M腳接地，其它各腳必須接高電平二極管才能發(fā)亮；共陽(yáng)管剛好相反。(c)為兩種不同出線形式的引出腳功能圖。其中共陰管本電路采用的型號(hào)為5011，共陽(yáng)管采用的型號(hào)為5012。一個(gè)LED數(shù)碼管可用來(lái)顯示一位09十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管(0.5寸和0.36寸)每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光(通常為紅、綠、黃、橙色)的顏色不同略有差別，通常約為22.5V，每個(gè)發(fā)光極管的點(diǎn)亮電流在510mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專門的譯碼器，該譯碼器不但

8、要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力。bBCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器圖3-6 CD4511引腳排列16 15 14 13 12 1110912345678CD4511VDD fgabcde BC DA LT BILEVSS此類譯碼器型號(hào)有74LS47(共陽(yáng))，74LS48(共陰)、CD4511(共陰)等，本實(shí)驗(yàn)系采用CD4511 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3-6所示為CD4511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“l(fā)”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

9、”時(shí)，譯碼輸出全為“0”。LE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3-2為CD4511功能表。CD4511內(nèi)接有上拉電阻，故只需在輸出端與數(shù)碼管筆段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)碼管媳滅。表3-2輸 入輸 出LEBILTDCBAabcdefg顯示字形××0××××1111111×01××××0000000消隱01100001111110011000101100

10、00011001011011010110011111100101101000110011011010110110110110110001111101101111110000011100011111110111001111001101110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱01111110000000消隱111××××鎖 存鎖存注：消隱即數(shù)碼管各LED全暗。鎖存即數(shù)碼管的顯示不再改變。圖3-7 CD4511驅(qū)動(dòng)一位LED數(shù)碼管abcdefgA

11、BCDLTBILEVDD+5VVSSVDDRLED數(shù)據(jù)輸入CD4511若用實(shí)驗(yàn)箱，一般實(shí)驗(yàn)裝置上已完成了譯碼器CD4511和數(shù)碼管BS202(或5011)之間的連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)，只要接通+5V電源和將十進(jìn)制的BCD碼接至譯碼器的相應(yīng)輸入端A、B、C、D即可顯示09的數(shù)字。四位數(shù)碼管可接受四組BCD碼輸入。CD4511與LED數(shù)碼管連接如圖3-7所示。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1+5V直流電源2雙蹤示波器3連續(xù)脈沖源4邏輯電平開(kāi)關(guān)5邏輯電平顯示器6撥碼開(kāi)關(guān)組(編碼器)7譯碼顯示器874LS138×2、74LS00一塊，74LS04一塊。四實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)有關(guān)譯碼器和分配器的原理。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，畫(huà)

12、出所需的實(shí)驗(yàn)線路及記錄表格。五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1數(shù)據(jù)撥碼開(kāi)關(guān)(實(shí)驗(yàn)箱上編碼器)的使用（只需觀察，不必記錄）將實(shí)驗(yàn)裝置上的“編碼器”某組撥碼開(kāi)關(guān)的輸出D、C、B、A分別接至“譯碼顯示”部分的D、C、B、A，接上+5V電源，然后按功能表3-2輸入的要求撳動(dòng)四個(gè)數(shù)碼的增減鍵(“+”與“-”鍵)，觀測(cè)“編碼器”撥碼盤(pán)上的數(shù)字與LED數(shù)碼管顯示的對(duì)應(yīng)數(shù)字是否一致，若正常則“譯碼顯示”部分工作狀態(tài)正常。274LS138譯碼器邏輯功能的測(cè)試將譯碼器使能端S1、及地址端A2、A1、A0分別接至“邏輯電平產(chǎn)生電路”的輸出口，八個(gè)輸出端依次連接在“邏輯電平顯示電路”的八個(gè)輸入口上，撥動(dòng)“邏輯電平產(chǎn)生電路”的開(kāi)關(guān)，按表3-1逐項(xiàng)測(cè)試74LS138的邏輯功能，并把結(jié)果填寫(xiě)在“實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄”步驟1的表1中。3用74LS138構(gòu)成時(shí)序脈沖分配器實(shí)驗(yàn)要求為：由74LS138組成的分配器輸出端的信號(hào)與CP輸入信號(hào)同相。參照?qǐng)D3-2及其實(shí)驗(yàn)原理，令時(shí)鐘脈沖CP的頻率約為10kHz。令分配器的地址端