(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，如按计数器中触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数器计数数字的

目前，各种类型的计数器已有专门的集成电路，例如CD4017，它是一片十进制计数/分频器，该器件具有10个译码输出端，每个译码输出通常处于低电平，且在时钟脉冲由低到高的转换过程中依次进入高电平，每个输出在高电平维持

10个时钟

周期中的1个时钟周期，输出10进入低电平后，进位输出由低转到高，并能与时钟允许端连

成N 级。表3.11.1为其功能表，图3.11.2是其管脚排列图。

表3.11.1：

图

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：

图3.11.3

。

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

表3.11.3：

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“Component”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_5V”，再在“Component”栏中选取4510BD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Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Indicator”按钮，如图 3.11.10所示，从弹出的对话框“Family”栏中选“HEX_DISPLAY”，再在“Component”栏中选取“SEVEN_SEG_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CD4093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THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱上按图3.11.13接好电路，开关

K由

1

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：