实验3.6 计数、译码及显示电路

实验3.6计数、译码及显示电路数字电子技术实验一、实验目的1.学习计数器、译码器和七段显示器的使用方法。用74LS161计数器、4511译码器、BS311201显示器和74LS00实现一个带显示的60进制计数器。二、实验任务2.掌握计数器、译码器和七段显示器的综合应用。3.掌握用示波器测试计数器输出波形的方法。数字电路实验箱(74LS161、4511、BS311201、74LS00数字集成芯片、脉冲源)、数字万用表、示波器、导线。三、实验设备四、实验原理及步骤74LS161引脚图4511引脚图CC4511BCD码七段译码器,驱动共阴数码管BS311201集成片七段数码管显示笔段BS311201共阴极显示器，COM接地；BS311101共阳极显示器，COM接电源+5V。输入高位输入低位74LS161逻辑符号输出高位74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDETEPCo输入输出端说明CR：异步清零端，低电平有效；LD：同步置数端，低电平有效；ET、EP：使能端，高电平有效；CP：计数器时钟；D、C、B、A：数据输入端；QD、QC、QB、QA：数据输出端；Co：进位端。输入输出CRLDETEPCPDCBAQDQCQBQA0××××××××10××dcba1111××××110××××××11×0×××××0000dcba加计数保持保持74LS161功能表低电平有效74LS161是一个可预置的4位二进制同步加法计数器，它的计数长度是16。低电平上升沿有效计数器译码器显示器计数、译码、显示电路框图进制=计数长度=脉冲的个数脉冲信号用带清“0”输入端的中规模N进制计数器，实现带显示的M进制计数，计数长度M(M≤N),新的计数器有效状态是S0～SM-1。清“0”和预置“0”同步置“0”(用LD置“0”，与CP上升沿有关),计数值M-1异步清“0”(用CR清“0”，与CP无关),计数值M，此时SM为过渡过程。用74LS161计数器、4511译码器、BS311201显示器和74LS00实现一个带显示的60进制计数器，应分别需要两片计数器、译码器和显示器，显示计数状态是0～59。74LS161计数器是16进制的4位二进制加法器。个位、十位要实现＜N=16的计数，方法如下：举例:计数器用同步置“0”法实现九进制状态转换图为：000001000001001000110101011001111000S8S0“1”“1”74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDEPCo“0”“1”&计数值M-1=9-1=8(QDQCQBQA=1000)，即从QD端红线引出。当计数至8(QD=“1”)时，经“与非”门输出“0”到LD端,在下一个脉冲(第9个脉冲)的上升沿到达时将输出置入0000状态。有效状态是S0～S8。ET举例:计数器用异步清“0”法实现九进制其状态转换图为：0000010010010001001000110101011001111000“1”74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDEPCo&“1”S9异步清零计数值M=9(QDQCQBQA=1001)，即从QDQA端红线引出。当第9个脉冲的上升沿到达时，QDQCQBQA=1001，QDQA经“与非”门输出“0”到CR端，立即使输出返回0000状态(1001状态仅瞬间出现)。有效状态是S0～S8。ETCPQDQCQBQA字型100010000020010300114010001051011600117181000九进制异步清“0”完整电路图“1”“1”&74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDETEPCoDQCQBQAQCRETCoCC4511DCBABILTLEabcdefg“1”“0”CC4511DCBABILTLEabcdefg“1”“0”123456780CP12DQ000000001000CQ000011110000BQ001100110001AQ100101010010九进制时序图74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDETEPCo“1”“1”CC4511DCBABILTLEabcdefg“1”“0”CC4511DCBABILTLEabcdefg“1”“0”“1”&74LS161B“1”&&异步清“0”实现六十进制实验电路图个位十位实验箱内部已连接好BDQCQBQAQDCACRCPLDETEPCoDQCQBQAQDCACRCPLDETEPCoBDQCQBQAQDCACRLDETEPCoLD2.根据给定芯片的管脚图，将个位、十位各连接成十进制电路图,(注意:计数器的QD～QA输出端的高位QD接入译码器的输入端高位D),同时QD～QA输出端接入发光二极管，CP接入脉冲源的1Hz，观察显示器的字型变化过程,判断芯片好坏。(如发光二极管亮灯情况正确，显示器字型不正确，则判断计数器是好的，而译码器接线故障，或译码显示器芯片故障。)1.用万用表挡、电阻2K挡或将导线连接+5V电源与输出发光二极管等方法检查导线导通情况，当万用表发出蜂鸣声、阻值示数约为0或发光二极管亮时，均表示导线导通。步骤:3.将个位、十位按所设计的六十进制电路接线，CP接入脉冲源的1Hz，观察显示器的字型变化过程(0～59)，分别记录在表格中。字型正确后将CP脉冲源改为1kHz，示波器两两观察CP、个位QD～QA的波形。五、实验报告要求2.分别完成个位、十位QD～QA和字型的正确变化过程表格(CP接1Hz脉冲)。1.用两个不同方案画出六十进制实验电路，并写出设计过程和操作步骤。3.记录输入CP与个位QD～QA的波形(CP接1kHz脉冲),4.根据测试数据，得出结论。完成思考题。六、注意事项注意通常电源均按+5V和地接入，每个芯片都需接入一对电源，共阴数码管、CP用的脉冲源也需接+5V电源。为防止遗漏，可把它定为接线的第一步。注意电源不要接反。不可在接通电源的情况下插入或拔出芯片。观察波形时，一定要把示波器的的耦合方式置“DC”。CH1、CH2探棒衰减开关置×10，电压衰减旋钮可置0.2V/每格。(要求不少于10个脉冲)。