(Multisim數(shù)電仿真)計(jì)數(shù),譯碼和顯示電路

1、_實(shí)驗(yàn) 3.11 計(jì)數(shù)、譯碼和顯示電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握二進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器的工作原理。2. 熟悉中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器及譯碼驅(qū)動(dòng)器的邏輯功能和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：1.計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單、最基本的邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)器的種類(lèi)繁多，如按計(jì)數(shù)器中增減分類(lèi)，可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器等。JJJJQ_Q_Q_Q_JQQKQQK由JK 觸發(fā)器組成的十進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器如圖 3.11.1 所示。時(shí)鐘 時(shí)鐘允許 復(fù)位輸 出 狀 態(tài)_目前，各 種 類(lèi) 型的 計(jì) 數(shù) 器已 有 專(zhuān) 門(mén)的 集 成 電路 ， 例 如CD4017，它 是 一 片十 進(jìn) 制 計(jì)LLHLHQ = ，Q Q =L)H09LLLL

2、 10 時(shí)鐘脈沖由低到高的轉(zhuǎn)換過(guò)程中依次進(jìn)入高電平，每個(gè)輸出在高電平維持10 個(gè)時(shí)鐘周期中的 1 個(gè)時(shí)鐘周期，輸出10 進(jìn)入低電平后，進(jìn)位輸出由低轉(zhuǎn)到高，并能與時(shí)鐘允許端連成 N級(jí)。表 3.11.1 為其功能表，圖3.11.2 是其管腳排列圖。表 3.11.1：圖_Q5Q1Q0Q2Q6Q7Q3Vss1VDDCLR2CLK_7104DCECOUTQ9C78Q49Q8圖 3.11.2另外一種可預(yù)計(jì)的十進(jìn)制加減可逆計(jì)數(shù)器CD4510，用途也非常廣，其引腳排列如圖 3.11.31P6E11142所示，其中，P 為預(yù)計(jì)計(jì)數(shù)使能端，C 為進(jìn)位輸入Q4inE7端，P P 為預(yù)計(jì)的輸入端，C 為進(jìn)位輸出端，1

3、4outP2U /D為加減控制端，R為復(fù)位端，CD4510 輸入、輸出間的邏輯功能如表 3.11.2 所示。8_表 3.11.2：R工作狀態(tài)停止計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)預(yù)置數(shù)CP0001E0001圖 3.11.3復(fù)位。a2. 譯碼與顯示：9ABCD_顯示 09 十個(gè)數(shù)字，CD4511 是 BCD7 段譯碼驅(qū) 3.11.4 為試燈輸入， 為消隱輸入，為鎖定允許輸入，A、8、 、 為 BCD 的邏輯功能如表 3.11.3C DB所示。LED 是共陰的磷化鎵數(shù)碼管，其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 3.11.5 所示。圖 3.11.4_gcomaafbcegabdfhfbcgehhdedcomc圖 3.11.5表

4、3.11.3： DBAC顯示00000000101111100110110111111010110110101010001010100011101000111110消隱0000011110011001101010101101101017_11111111000011110011001101010101消隱三、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 計(jì)數(shù) 10 的電路：(1). 單擊電子仿真軟件 Multisim7 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“CMOS”按鈕，從彈出的對(duì)話框“ Family”欄中選“ “Component” 欄中選取4093BD 和 4017BD 3.11.6 它們放置在電子平臺(tái)上。_圖

5、3.11.6(2). 單擊電子仿真軟件 Multisim7 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“Source”按鈕，從彈出的對(duì)話框“_再在“Component” 欄中選取“VDD”和地線，將它們調(diào)出放置在電子平臺(tái)上。(3). 雙擊“VDD”圖標(biāo)，將彈出如圖 3.11.7 欄改成“10”V，再點(diǎn)擊下方“確定”按鈕退出。_圖 3.11.7(4). 單擊電子仿真軟件 Multisim7 欄中它 們 調(diào)如圖 3.11.9 所示。_圖 3.11.8圖 3.11.9(5). 先將J 置低電平，再打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，然后再將 J 置高電平，觀察發(fā)光11二極管發(fā)光情況，并能解釋電路工作原理。2. 一位計(jì)數(shù)、譯碼和顯示電

6、路：(1). 單擊電子仿真軟件 Multisim7 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“CMOS”按鈕，從彈出的對(duì)話框“ Family”欄中選“ CMOS_5V“Component” 欄中選取 4510BD 和 4511BD 各一只，如圖 3.11.10 所示，將它們放置在電子平臺(tái)上。_圖 3.11.10_(2). 單擊電子仿真軟件 Multisim7 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“Indicator”按鈕，如圖 3.11.10 所示，從彈出的對(duì)話框“ Family”欄中選 如圖 3.11.11 所示，再點(diǎn)擊對(duì)話框右上角“OK”按鈕，將共陰數(shù)碼管調(diào)出放置在電子平臺(tái)上。其它元件調(diào)法不再贅述。_圖

7、3.11.10_圖 3.11.11(3). 將所有元件調(diào)齊并連成仿真電路如圖 3.11.12 所示。圖 3.11.12(4). J 置低電平，J J 從低電平改變成123高電平，觀察數(shù)碼管變化情況；再將J 置低電平，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，并能解釋之。2_四、實(shí)驗(yàn)室操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 計(jì)數(shù) 10 的電路：圖 3.11.13 是用兩片數(shù)字集成電路 CD4093 和 CD4017 組成計(jì)數(shù) 10 的電路，其中 CD4093 為含有施密特觸發(fā)器的四2 輸入與非門(mén)。在 THD-1型(或Dais-2B 型)數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱上按圖3.11.13K1由低電平扳向高電平，觀察計(jì)數(shù)電路輸出端發(fā)光二極管的變化情況，并解釋之。14

8、k11237R25K1CD409310R110KC47uF1581112圖 3.11.132. 驗(yàn)證譯碼和顯示功能：在THD-1型(或Dais-2B型)數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱左上方選一片CD4011和數(shù)碼管電路，將其下方的D、C 、B、A 4 個(gè)鈕子開(kāi)關(guān)_上，根據(jù)表 3.11.3 中， 、 、 、 的編碼，逐行驗(yàn)證譯碼和數(shù)碼管的顯示DCB A情況，是否和理論上相符？3一位計(jì)數(shù)、譯碼和顯示電路：(1). 參閱計(jì)數(shù)集成電路CD4510的管腳排列圖3.11.3(或圖3.11.15)和譯碼驅(qū)動(dòng)集成電路CD4511的管腳排列圖3.11.4(或圖3.11.15)及共陰數(shù)碼管腳排列圖 3.11.5，按圖3.11.14

9、接線，組成一位計(jì)數(shù)、譯碼及顯示電路。Vcc=5VCD4510CD4511HLHLLTBIabcdefRCOMQ1Q2Q3Q4U/DRcpPEDCinLE_圖 3.11.14(2). 打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源開(kāi)關(guān)，先將 CD4510 的 端置“1”(復(fù)位)，數(shù)碼管應(yīng)R R(3). 將 CD4510 的 / U D端與實(shí)驗(yàn)臺(tái)單次脈沖輸出孔相連，端與實(shí)驗(yàn)臺(tái)單次脈沖輸出孔相連，CP每按一次脈沖按鈕，觀察數(shù)碼管的變化。(4). 將 CD4510 的 / U DCP每按一次脈沖按鈕，觀察數(shù)碼管的變化，解釋上述現(xiàn)象。*3.設(shè)計(jì)一個(gè)兩位計(jì)數(shù)、譯碼和顯示電路：(1). 利用THD-1Dais-2B型)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱左上方

10、的譯碼顯示電路，即 CD4511 與數(shù)碼管已經(jīng)接好，只要求用兩片 CD4510 設(shè)計(jì)好計(jì)數(shù)電路，畫(huà)出完整電路圖。(2). 根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路圖在 THD-1 型(或 Dais-2B 型)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱上接好實(shí)驗(yàn)電路。(3). 將CP 端接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上連續(xù)脈沖(脈沖頻率選 計(jì)數(shù)、譯碼和顯示。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：_總結(jié)整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解釋計(jì)數(shù)、譯碼及顯示過(guò)程。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料：1. 仿真計(jì)算機(jī)及Multisim7軟件。2. THD-1Dais-2B型)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)。3. MF-10型萬(wàn)用表。4. 電子元件：集成電路：CD4017 一片、CD4510 兩片、CD4511一片；共陰7段數(shù)碼管1個(gè)；100 歐姆、5.1k、10k電阻各一個(gè)；47uF電容一個(gè)。5. 附：集成電路管腳圖_VDD CLR CLKCE COUT14131211109816151413