組合邏輯電路設(shè)計要求(學(xué)版)

1、3/27/20221數(shù)字顯示電路數(shù)字顯示電路組合邏輯電路設(shè)計3/27/20222教學(xué)意圖教學(xué)意圖數(shù)字顯示電路實驗將傳統(tǒng)的四個分離的基本實驗數(shù)字顯示電路實驗將傳統(tǒng)的四個分離的基本實驗：基本門實驗，編碼器、譯碼器、七段顯示器實驗，基本門實驗，編碼器、譯碼器、七段顯示器實驗，加法器實驗和比較器實驗綜合為一個完整的設(shè)計型加法器實驗和比較器實驗綜合為一個完整的設(shè)計型的組合電路綜合實驗。通過本實驗要求學(xué)生熟悉各的組合電路綜合實驗。通過本實驗要求學(xué)生熟悉各種常用種常用中規(guī)模集成電路中規(guī)模集成電路組合邏輯電路的功能與使用組合邏輯電路的功能與使用方法，學(xué)會組裝和調(diào)試各種方法，學(xué)會組裝和調(diào)試各種中規(guī)模集成電路中規(guī)

2、模集成電路組合邏組合邏輯電路，掌握多片輯電路，掌握多片中小規(guī)模集成電路中小規(guī)模集成電路組合邏輯電路組合邏輯電路的級聯(lián)、功能擴(kuò)展及綜合設(shè)計技術(shù)，使學(xué)生具有數(shù)的級聯(lián)、功能擴(kuò)展及綜合設(shè)計技術(shù)，使學(xué)生具有數(shù)字系統(tǒng)外圍電路、接口電路方面的綜合設(shè)計能力。字系統(tǒng)外圍電路、接口電路方面的綜合設(shè)計能力。3/27/20223設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計任務(wù)與要求1. 1. 數(shù)字顯示電路操作面板數(shù)字顯示電路操作面板：左側(cè)有左側(cè)有16個按鍵，編號個按鍵，編號為為0到到15數(shù)字，面板右側(cè)有數(shù)字，面板右側(cè)有2個共陽個共陽7段顯示器，操段顯示器，操作面板如圖所示。作面板如圖所示。2. 2. 設(shè)計要求：當(dāng)按下小于設(shè)計要求：當(dāng)按下小于1

3、0的按鍵后，右側(cè)低位的按鍵后，右側(cè)低位7段顯示器顯示數(shù)字，左側(cè)段顯示器顯示數(shù)字，左側(cè)7段顯示器顯示段顯示器顯示0；當(dāng)按；當(dāng)按下大于下大于9的按鍵后，右側(cè)低位的按鍵后，右側(cè)低位7段顯示器顯示個位段顯示器顯示個位數(shù)字，左側(cè)數(shù)字，左側(cè)7段顯示器顯示段顯示器顯示1。若同時按下幾個按。若同時按下幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是鍵，優(yōu)先級別的順序是15到到0。3/27/20224操作面板圖操作面板圖高位高位 低位低位3/27/20225器件清單器件清單n 1個四位二進(jìn)制加法器個四位二進(jìn)制加法器(74LS283)n 2個個8線線3線優(yōu)先編碼器（線優(yōu)先編碼器（74LS148）n 2個四個四2輸入與非門輸入與非門(7

4、4LS00)n 1個非門個非門(74LS04) n 2個個74LS47顯示譯碼器顯示譯碼器(74LS47)n 2個個共陽共陽數(shù)碼管數(shù)碼管。n 16個按鍵個按鍵3/27/20226實驗原理圖實驗原理圖鍵鍵盤盤編編碼碼碼碼制制轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換譯譯碼碼顯顯示示3/27/20227功能擴(kuò)展功能擴(kuò)展1. 1. 將輸入大于將輸入大于5的數(shù)字顯示出來。的數(shù)字顯示出來。設(shè)計要求：操作面板左側(cè)有設(shè)計要求：操作面板左側(cè)有1616個按鍵，編號為個按鍵，編號為0 0到到1515數(shù)字，面數(shù)字，面板右側(cè)有板右側(cè)有2 2個共陽顯示管，操作面板如圖所示個共陽顯示管，操作面板如圖所示（P209）。設(shè)計一個電路：當(dāng)按下小于設(shè)計一個電路：

5、當(dāng)按下小于5 5的按鍵后，右側(cè)低位的按鍵后，右側(cè)低位7 7段顯段顯示器顯示數(shù)字示器顯示數(shù)字5 5，左側(cè)顯示器顯示；當(dāng)按下大于，左側(cè)顯示器顯示；當(dāng)按下大于5 5的按的按鍵后，右側(cè)低位鍵后，右側(cè)低位7 7段顯示器顯示數(shù)字段顯示器顯示數(shù)字5 5，左側(cè)顯示器顯示，左側(cè)顯示器顯示。若同時按下幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是。若同時按下幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是1515到到0 0。 ( (當(dāng)按下當(dāng)按下5 5鍵時，左側(cè)顯示器不顯示。鍵時，左側(cè)顯示器不顯示。) )器件器件：1 1個四位比較器，個四位比較器，2 2個個8 8線線3 3線優(yōu)先編碼器（線優(yōu)先編碼器（74LS14874LS148），），2 2個四個四2 2

6、輸入與非門和輸入與非門和2 2個顯示譯碼器（個顯示譯碼器（74LS4774LS47）。）。3/27/20228功能擴(kuò)展功能擴(kuò)展2. 2. 顯示輸入數(shù)字顯示輸入數(shù)字( (小于小于10) 10) 的乘方。的乘方。設(shè)計要求：操作面板左側(cè)有設(shè)計要求：操作面板左側(cè)有1010個按鍵，編號為個按鍵，編號為0 0到到9 9數(shù)字，在數(shù)字，在面板右側(cè)有面板右側(cè)有2 2個共陽個共陽7 7段顯示器，操作面板如圖所示段顯示器，操作面板如圖所示（P209）。設(shè)計一個電路：當(dāng)你按下按鍵后，七段顯。設(shè)計一個電路：當(dāng)你按下按鍵后，七段顯示器顯示按下數(shù)字的乘方。右側(cè)低位示器顯示按下數(shù)字的乘方。右側(cè)低位7 7段顯示器顯示個段顯示器

7、顯示個位數(shù)字，左側(cè)位數(shù)字，左側(cè)7 7段顯示器顯示十位數(shù)字。若同時按下幾段顯示器顯示十位數(shù)字。若同時按下幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是個按鍵，優(yōu)先級別的順序是9 9到到0 0。器件器件：1 1個加法器，個加法器，2 2個個8 8線線3 3線優(yōu)先編碼器（線優(yōu)先編碼器（74LS14874LS148），），2 2個四個四2 2輸入與非門和輸入與非門和2 2個顯示譯碼器（個顯示譯碼器（74LS4774LS47）。）。3/27/20229功能擴(kuò)展功能擴(kuò)展3. 3. 將輸入將輸入8421BCD碼轉(zhuǎn)換成為余碼轉(zhuǎn)換成為余3碼顯示。碼顯示。設(shè)計要求：操作面板左側(cè)有設(shè)計要求：操作面板左側(cè)有10個按鍵，編號為個按鍵，編號

8、為0到到9數(shù)字，面數(shù)字，面板右側(cè)有板右側(cè)有2個共陽個共陽7段顯示器，操作面板如圖所示段顯示器，操作面板如圖所示（P210）。設(shè)計一個電路：當(dāng)你按下按鍵后，七段顯。設(shè)計一個電路：當(dāng)你按下按鍵后，七段顯示器顯示按下數(shù)字加示器顯示按下數(shù)字加3的數(shù)字。右側(cè)低位的數(shù)字。右側(cè)低位7段顯示器顯示段顯示器顯示個位數(shù)字，左側(cè)個位數(shù)字，左側(cè)7段顯示器顯示十位數(shù)字。若同時按下段顯示器顯示十位數(shù)字。若同時按下幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是9到到0。器件器件：1 1個加法器，個加法器，2 2個個8 8線線3 3線優(yōu)先編碼器（線優(yōu)先編碼器（74LS14874LS148），），2 2個四個四2 2輸入

9、與非門和輸入與非門和2 2個顯示譯碼器（個顯示譯碼器（74LS4774LS47）。）。3/27/202210設(shè)計設(shè)計報告報告要求要求1. 設(shè)計題目設(shè)計題目，設(shè)計人員，完成日期。設(shè)計人員，完成日期。2. 設(shè)計目的及要求。設(shè)計目的及要求。3. 總電路框圖及總原理圖。總電路框圖及總原理圖。4. 設(shè)計思想及基本原理分析。設(shè)計思想及基本原理分析。5. 單元電路分析，元件介紹和元件參數(shù)計算。單元電路分析，元件介紹和元件參數(shù)計算。6. 測試結(jié)果分析，調(diào)試過程中所遇故障的分析。測試結(jié)果分析，調(diào)試過程中所遇故障的分析。7. 設(shè)計過程的體會與創(chuàng)新點，建議。設(shè)計過程的體會與創(chuàng)新點，建議。8. 元件清單。元件清單。9

10、. 附仿真報告。附仿真報告。10. 參考文獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)。3/27/202211思考題思考題1. 1. 用用LED顯示高低電平時，為什么要串接一個電阻？顯示高低電平時，為什么要串接一個電阻？該電阻值如何選擇？該電阻值如何選擇？2. 共陽極與共陰極七段顯示發(fā)光管有何區(qū)別？在使共陽極與共陰極七段顯示發(fā)光管有何區(qū)別？在使用上如何處理？用上如何處理？3. 將共陽極七段顯示發(fā)光管將共陽極七段顯示發(fā)光管LED改為共陰極七段顯改為共陰極七段顯示發(fā)光管示發(fā)光管LED，對電路如何處理？，對電路如何處理？4. 什么是高有效譯碼器？什么是低有效譯碼器？什么是高有效譯碼器？什么是低有效譯碼器？5. 如將兩片如將兩片8-

11、3編碼器改為一片編碼器改為一片16-4編碼器后，如何編碼器后，如何設(shè)計電路？設(shè)計電路？3/27/202212思考題思考題6.6.選做題選做題1中將比較器換為加法器如何設(shè)計電路？中將比較器換為加法器如何設(shè)計電路？7. 利用利用3片片74LS148和門電路構(gòu)成和門電路構(gòu)成24-5線優(yōu)先編碼器。線優(yōu)先編碼器。8. 用用2片片74LS83將將2位十進(jìn)制數(shù)的位十進(jìn)制數(shù)的BCD碼轉(zhuǎn)換成碼轉(zhuǎn)換成7位二進(jìn)位二進(jìn)制碼輸出。制碼輸出。9. 使用使用2片片74LS138和和74LS20、74LS30完成完成2個個2位二進(jìn)位二進(jìn)制數(shù)的加、乘及大小比較電路的設(shè)計。制數(shù)的加、乘及大小比較電路的設(shè)計。10.自擬用編碼器、譯碼器、顯示器、加法器、基本門、自擬用編碼器、譯碼器、顯示器、加法器、基本門、比較器和選擇器設(shè)計一實用組合電路。比較器和選擇器設(shè)計一實用組合電路。3/27/202213參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1. 數(shù)字電路實驗一體化教程數(shù)字電路實驗一體化教程 ，侯建軍，北京：，侯建軍，北京：清華大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社，2005年。年。2. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計，高吉祥