译码显示电路实验报告.docx
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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。
—灯测试输入端,
=“0”时,译码输出全为“1”
—灭零输入端,
=“0”时,不显示多余的零。
图
(二)74LS48引脚排列
—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。
DIG4
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。
图(四)
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。
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
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
=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
=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。
表
(二)74LS194功能表
Cr
S1
S0
工作状态
0
1
1
1
1
X
0
0
1
1
X
0
1
0
1
置零
保持
右移
左移
并行送数
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
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:
Q0
Q1
Q2
Q3
D
C
B
A
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
D=0
C=Q0Q2(
)
B=
A=1
第二个74LS48的真值表如下:
Q0
Q1
Q2
Q3
D
C
B
A
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
D=Q0Q1Q2
C=0
B=
A=
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:
Q2
Q1
Q0
D
C
B
A
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
D=
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
Q2
Q1
Q0
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
C1=
C2=
C3=
C4=
C5=
C6=
C7=
C8=
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
D
C
B
A
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
D=
C=
B=
A=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:
Q0Q1
Q0Q1
01(十位)
10(个位)
Q13
Q12
Q11
Q10
Q03
Q02
Q01
Q00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
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