Multisim数电仿真计数译码和显示电路

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。

图

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。