2016译码显示电路实验报告

实验四译码显示电路一、实验目的1.掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2.熟悉数码管的使用二、实验仪器及器件1.器件：74LS48,74LS194,74LS73，74LS00，74LS197,74LS153,74LS138,CLOCK,MPX4-CC-BULE,MPX8-CC-BULE,及相关逻辑门三、实验预习1.复习有关译码显示原理。2.根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。四、实验原理1.数码显示译码器（1）七段发光二极管(LED)数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器，图（一）(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。（注：实验室实验箱上数码管为共阴四位数码管）一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。(a)共阴连接（“1”电平驱动）(b)共阳连接（“0”电平驱动）(c)符号及引脚功能图（一）LED数码管（2）BCD码七段译码驱动器此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用74LS48BCD码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。图（二）为74LS48引脚排列。其中A0、A1、A2、A3—BCD码输入端a、b、c、d、e、f、g—译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。LT—灯测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”BIR—灭零输入端，BIR＝“0”时，不显示多余的零。RBO/BI—作为输入使用时，灭灯输入控制端；作为输出端使用时，灭零输出端。注：在实验箱上使用了两个4位数码管，对应已经连接好74LS48，如图（四），实验时无需再连线，74LS48只保留引出了A0、A1、A2、A3四个引脚。在实验箱左上角的P10、P11、P12、P13（P20、P21、P22、P23）代表第一（二）块数码管的BCD码（即A0、A1、A2、A3端）输入，DIG1~DIG8分别代表8位数码管的位选端。2.扫描式显示对多位数字显示采用扫描式显示可以节电，这一点在某些场合很重要。对图（二）74LS48引脚排列于某些系统输出的的数据，应用扫描式译码显示，可使电路大为简化。利用数码管的余辉效应和人眼的视觉暂留效应，虽然在某一时刻只有一个数码管在显示，但人眼看到的是多个数码管“同时”被点亮的效果。有些系统，比如计算机，某些A/D转换器，是以这样的形式输出数据的：由选通信号控制多路开关，先后送出（由高位到低位或由低位到高位）一位十进制的BCD码,如图（三）所示。图中的Ds称为选通信号，并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据，当Ds1低电平送出千位数，Ds2低电平送出百位数，……一般Ds的低电平相邻之间有一定的间隔，选通信号可用节拍发生器产生。如图（四）所示，为这种系统的译码扫描显示的原理图。图中各片LED（共阴）的发光段并连接至译码器的相应端，把数据输入的相应端与系统输出端相连，把各位选通端反向后接相应LED的公共端。3.四节拍发生器扫描显示要求数码管按先后顺序显示。这就要求如图（三）所示的选通信号。通常该类型的信号称为节拍信号。如果使用的数码管是共阳极型，则选通信号是图（三）信号的反相，共阴极则与图（三）信号一致。如图（五）所示就是这种节拍信号发生器。YaYbYcYdYeYfYg74LS48A3A2A1A0abcdefgP10P13P12P11图（四）DIG1DIG2DIG3DIG4图中74LS194为移位寄存器。它具有左移、右移，并行送数、保持及清除等五项功能。其引脚图如图（六）所示。其中Cr为清除端，CP为时钟输入端，S0、S1为状态控制端，DSR为右移数据串行输入端，DSL为左移数据输入端，D0、D1、D2、D3位并行数据输入端，QA、QB、QC、QD为数据输出端。其功能表如表（二）所示。节拍发生器工作开始时，必须首先进行清零。当Cr负脉冲过后QA、QB、QC、QD全为零。JK触发器Q=1，因而S1=S0=1，实现并行送数。当第一个脉冲的上升沿到达后，置入0111，CP下降沿到达后Q=0，即S1=0，S0=1，实现右移功能。在CP作用下输出依次为1011，1101，1110，第四个CP下降沿到达后又使Q=1，实现第二个循环。五、实验内容1.使用74LS194,74LS73，74LS48，基础逻辑门和两个四联装的共阴极数码CrS1S0工作状态01111X0011X0101置零保持右移左移并行送数表（二）74LS194功能表管实现本人学号的显示。2.使用74LS197，74LS138，74LS48，基础逻辑门和一个八联装的共阴极数码管，实现本人学号的显示。3.使用其它设计方法，实现本人学号的显示4.使用2*74LS197串联，产生两位十进制00-59的计数，计数脉冲为1HZ;设计电路，在两联装的共阴极数码管，显示出00-59的秒钟计数。六，实验设计及结果1.使用74LS194,74LS73，74LS48，基础逻辑门和两个四联装的共阴极数码管实现本人学号的显示。本次实验大体可以分为两部分，第一部分是由四节拍发生器组成，第二部分则由两个74LS48和两个MPX4-CC-BULE组成，重点在于如何将四位的节拍发生器信号，转化为对应的数字信号第一个74LS48的真值表如下：Q0Q1Q2Q3DCBA01110001101101011101001111100101D=0C=Q0Q2(31QQ)B=2QA=1第二个74LS48的真值表如下：Q0Q1Q2Q3DCBA01110010101100111101000111101000D=Q0Q1Q23QC=0B=3210QQQQA=3021QQQQ实验结果：2.使用74LS197，74LS138，74LS48，基础逻辑门和一个八联装的共阴极数码管，实现本人学号的显示。由于74LS138可以产生八个类似图三的信号所以我们不需要节拍发生器，只需要把74LS138产生的最小项做与非处理，生成数字信号即可，真值表如下：Q2Q1Q0DCBA00000010010101010001101101011000010101001111000011111000D=7Y31YYC542YYYB74YYA实验结果：3.使用其它设计方法，实现本人学号的显示在实验一二中分别用节拍发生器和74LS138实现了图三的信号因此在这一个实验中，我决定采用74LS197和基本逻辑门来实现，真值表分为两部分，分别是：8421码转节拍信号，和节拍信号转数字信号Q2Q1Q0C1C2C3C4C5C6C7C80000111111100110111111010110111110111110111110011110111101111110111101111110111111111110C1=210QQQC2=210QQQC3=210QQQC4=210QQQC5=210QQQC6=210QQQC7=210QQQC8=210QQQC1C2C3C4C5C6C7C8DCBA011111110001101111110101110111110011111011110101111101110010111110110011111111010001111111101000D=8CC=42CCB=653CCCA=C5C8实验结果：5.使用2*74LS197串联，产生两位十进制00-59的计数，计数脉冲为1HZ;设计电路，在两联装的共阴极数码管，显示出00-59的秒钟计数。因为要产生00-59个数，很明显一个197最多只能输出十六个数，故需要两个197级联，其中一个代表个位另一个产生十位，分别用与非门控制输出为0-9，和0-5同时因为只有两位数，只需要MPX2-CC-BLUE即可，因此节拍发生器只需二节拍即可，即Q1通过反向器接74LS73的K端现在我门再来看真值表：Q0Q1Q0Q101（十位）10（个位）Q13Q12Q11Q10Q03Q02Q01Q00000000000000000100000010000000110000010000000101000001100000011100001000000010010001000000010001000100100001001100010100000101010001011000010111000110000001100100100000001000010010001000100011001001000010010100100110001001110010100000101001001100000011000100110010001100110011010000110101001101100011011100111000001110010100000001000001010000100100001101000100010001010100011001000111010010000100100101010000010100010101001001010011010101000101010101010110010101110101100001011001可以看到，当个位满十的时候十位才进一，而当Q0Q1为01的时候显示为十位Q0Q1为10时显示为个位，故需要两个151根据Q0Q1的不同选择戈薇和十位。实验结果：七，实验心得在做第一个实验时，由于没有看清楚题目，我试图用194级联产生一个八位的节拍发生器，后来直到看到用四联装的晶体管时才放弃了原来的想法。在前三个试验中没有什么难点，只要熟悉了194，138，197的各种元器件，对着资料文档连就行了，唯一值得注意的是：这三个实验在节拍信号与数字信号的转化之间需要画出真值表，求出表达式。第四个实验卡得比较久，首先要理清个位与十位和信号Q0Q1之间的关系，才能够想到要用153，其次是四节拍发生器要进行改动，不再是Q3通过反相器接K端，而是Q1，因为我们只需要两个数字，故信号只要01和10即可。最后，由于是从00-59，故两个197要通过与非门接MR来限制数字范围。八，相关文件第九周第一个第九周第二个第九周第三个第九周第四个本文件