计数、译码和显示电路
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实验计数、译码和显示电路
、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。
、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增减分类,可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。
由JK 触发器组成的十进制异步加法计数器如图 3.11.1 所示。
L
图 3.11.1 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,图是其管脚排列图。
表 3.11.1:
图 3.11.4
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,P E 为预计计数使能端, C in 为进位输入
端,
P 1 ~ P 4为预计的输入端, C out 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。
Q5 1 Q1 2
7
104D
0 2 6
Q Q Q
Q7 6 Q3 7 Vss 8
16 15 14 13 12 11 10 9
VDD CLR CLK CE COUT Q9 Q4 Q8
1
P
E
V DD
Q 1 6 5 C i n Q 2 11 9 R
Q 3 14 10 U/D
Q 4 2 15
CP
C out
7
4
P 1
12
P 2
13
P 3
3
P 4
V SS
图 3.11.3
16
7 A
V DD
a 1 B
b 2 C
c
6 D
d 3
L _T
e
f 4 BI
5
LE
V
SS
g
8
16
8
13 12 11 10 9
15 14
g
f com b
图 3.11.5
表
3.11.3: 输入
输出
LE BI
LT D
C
B
A
a b c d e f g
显示
× ×
× × × × 1 1 1 1 1 1 1 8
×
1
× ×
×
×
0 0 0 0 0 0 0 消隐
0 1
1
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 3 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 5 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 7 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 0 0 1 1
1
1
1
1
9
0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
消隐
1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1
1
1
1
、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
f
e
b c
com
e d com c h
g f com b
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