Multisim数电仿真计数译码和显示电路

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实验3.11计数、译码和显示电路

一、实验目的:

1.掌握二进制加减计数器的工作原理。

2. 熟悉中规模集成计数器及译码驱动器的逻辑功能和使用方法。

二、实验准备:

1.计数:

计数是一种最简单、最基本的逻辑运算,计数器的种类繁多,如按计数器中触

图3.11.2

另外一种可预计的十进制加减可逆计数器CD4510,用途也非常广,其引脚排列如图 3.11.3所示,其中,E P 为预计计数使能端,in C 为进位输入端,

1P ~4P 为预计的输入端,

out C 为进位输出端,U /D 为加减控制端,R 为复位端,CD4510输入、输出间的逻

辑功能如表3.11.2所示。

表3.11.2:

2. 译码与显示:

十进制计数器的输出经译码后驱动数码管,可以显示0~9十个数字,CD4511是BCD~7段译码驱动集成电路,其引脚排列如图3.11.4所示。LT 为试灯输入,BI 为消隐输入,LE 为锁定允许输入,A 、B 、

C、D为BCD码输入,a~g为七段译码。CD4511的逻辑功能如表3.11.3所示。

LED数码管是常用的数字显示器,分共阴和共阳两种,BS112201是共阴的磷化镓数码管,其外形和内部结构如图3.11.5所示。

图3.11.4

图3.11.5

三、计算机仿真实验内容:

1. 计数10的电路:

(1).单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“CMOS”按钮,从弹出的对话框“Family”栏中选“CMOS_10V”,再在“Com ponent”栏中选取4093BD和4017BD各一只,如图3.11.6所示,将它们放置在电子平台上。

图3.11.6

(2).单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Source”按钮,从弹出的对话框“Family”栏中选“POWER_SOURCES”,再在“Component”栏中选取“VDD”和地线,将它们调出放置在电子平台上。

(3).双击“VDD”图标,将弹出如图3.11.7所示对话框,将“Voltage”栏改成“10”V,再点击下方“确定”按钮退出。

图3.11.7

(4).单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧真实元件工具条“DIODE”按钮,从弹出的对话框“Family”栏中选“LED”,再在“Component”栏中选取“LED_red”红色发光二极管共10只,如图3.11.8所示。将它们调出放置在电子平台上;其它元件调法不再赘述,将所有元件调齐并连成仿真电路如图

3.11.9所

示。

3.11.8

图3.11.9

(5). 先将1J 置低电平,再打开仿真开关,然后再将1J 置高电平,观察发光二极管发光情况,并能解释电路工作原理。

2. 一位计数、译码和显示电路:

(1). 单击电子仿真软件Multi sim7基本界面左侧左列真实元件工具条“CMO S”按钮,从弹出的对话框“Family ”栏中选“CMOS_5V ”,再在“Comp onent ” 栏中选取4510B D和4511BD 各一只,如图3.11.10所示,将它们放置在电子平台上。

图3.11.10

(2). 单击电子仿真软件Mult isim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Indi cato r”按钮,如图3.11.10所示,从弹出的对话框“Fami ly ”栏中选“HEX_DI SPL AY ”,再在“Com ponent ” 栏中选取“SE VEN _SE G_COM_K ”,如图3.11.11所示,再点击对话框右上角“OK ”按钮,将共阴数码管调出放置在电子平台上。其它元件调法不再赘述。

图3.11.10

图3.11.11

(3).将所有元件调齐并连成仿真电路如图3.11.12所示。

图3.11.12

(4). 打开仿真开关,将1J 置低电平,2J 置高电平,每次将3J 从低电平改变成高电平,观察数码管变化情况;再将2J 置低电平,重复上述实验,并能解释之。

四、实验室操作实验内容:

1. 计数10的电路:

图3.11.13是用两片数字集成电路C D4093和CD4017组成计数10的电路,其中CD4093为含有施密特触发器的四2输入与非门。

在 T HD-1型(或D ai s-2B型)数电实验箱上按图3.11.13接好电路,开关1K 由低电平扳向高电平,观察计数电路输出端发光二极管的变化情况,并解释之。

2.验证译码和显示功能:

在THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱左上方选一片CD4011和数码管电路,将其下方的D、C、B、A(或8、4、2、1)四个孔分别接到4个钮子开关上,根据表3.11.3中,D、C、B、A的编码,逐行验证译码和数码管的显示情况,是否和理论上相符?

3.一位计数、译码和显示电路:

(1).参阅计数集成电路CD4510的管脚排列图3.11.3(或图3.11.15)和译码驱动集成电路CD4511的管脚排列图3.11.4(或图3.11.15)及共阴数码管

图3.11.14

(2).打开实验箱电源开关,先将CD4510的R端置“1”(复位),数码管应显示“0”,再将R端置“0”。

(3).将CD4510的D

U/端置“1”,CP端与实验台单次脉冲输出孔相连,每按一次脉冲按钮,观察数码管的变化。

(4).将CD4510的D

U/端置“0”,CP端与实验台单次脉冲输出孔相连,每按一次脉冲按钮,观察数码管的变化,解释上述现象。

*3.设计一个两位计数、译码和显示电路:

(1).利用THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验箱左上方的译码显示电路,即CD4511与数码管已经接好,只要求用两片CD4510设计好计数电路,画出完整电路图。

(2).根据设计好的电路图在THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验箱上接好实验电路。

(3).将CP端接实验台上连续脉冲(脉冲频率选1Hz)输出孔,实现自动加或减计数、译码和显示。

五、实验报告要求:

总结整理实验结果,解释计数、译码及显示过程。

六、实验设备及材料:

1. 仿真计算机及Multisim7软件。

2. THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验台。

3. MF-10型万用表。

4. 电子元件:集成电路:CD4017一片、CD4093一片、CD4510

两片、CD4511一片;

共阴7段数码管1个;

100欧姆、5.1k、10k电阻各一个;

47uF电容一个。

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