抢答器的电路制作与调试.docx
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抢答器的电路制作与调试.docx
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抢答器的电路制作与调试
项目二抢答器的电路制作与调试
学习目标
――会描述常用中规模集成电路的逻辑功能。
――能正确使用优先编码器,会描述优先编码器的工作原理和逻辑功能。
――能正确使用显示译码器,会描述显示译码器的工作原理和逻辑功能。
――能正确使用锁存器,会叙述锁存器的工作原理。
――会用中规模集成电路完成抢答器电路功能的制作与调试。
工作任务
1正确连接译码显示电路。
2•测试编码器的功能。
3•测试D触发器逻辑功能。
4•四人抢答器的制作与调试。
工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力比赛,抢答器是必要设备。
抢答器是一名公正的裁判员,它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者。
本项目主要学习几种七段数码显示器、译码器、编码器、D触发器等常用集成组合逻辑
器件的工作原理、逻辑功能测试方法及其应用。
学习目标
能看懂显示译码器的逻辑功能真值表,能正确使用七段BCD码锁存、译码、驱动等电路。
――会使用LED七段数码显示器。
――会用CC4511型译码器和FR-205(C)半导体数码管连接成译码显示电路。
工作任务
1.绘制CC4511和FR-205(C)所组成的译码显示电路的电原理图。
2.将CC4511的各输出端和FR-205(C)的各输入端相连,给CC4511加上+5电源。
3.正确测试CC4511的逻辑功能。
任务一七段数码显示器
读一读
二进制代码
在数字电路中,往往用1和0组成二进制数码表示数值的大小或一些特定的信息,这种具有特定意义的二进制数码称为二进制代码。
要用二进制代码来表示十进制的0〜9十个数,至少要用4位二进制数。
4位二进制数有
16种组合,可从这16种组合中选择10种组合分别来表示十进制的0〜9十个数。
选哪10种
组合,有多种方案,这就形成了不同的BCD码。
具有一定规律的常用的BCD码见表2-1-1。
表2-1-1常见BCD码
十进制数
8421码
2421码
5421码
余三码
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
2
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
3
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
4
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
5
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
6
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
7
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
8
1
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
9
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
权
8
4
2
1
2
4
2
1
5
4
2
1
无权
从表2-1-1中可以看出,8421BCD码是选取0000~1001这十种状态来表示十进制0~9的。
8421BCD码实际上就是用按自然顺序的二进制数来表示所对应的十进制数字。
因此,8421BCD
码最自然和简单,很容易记忆和识别,与十进制之间的转换也比较方便。
8421BCD码和一个四位二进制数一样,从高位到低位的权依次为8、4、2、1,故称为8421BCD
码。
BCD码用4位二进制码表示的只是十进制数的一位。
如果是多位十进制数,应先将每一位用BCD码表示,然后组合起来。
例如:
十进制数1981用8421BCD码表示为:
(1981)10=(0001100110000001)8421BCD
做一做
用七根火柴棒摆放出类似于计算器中显示的0到9十个数字。
如图2-1-1所示。
0丘丹567的
图2-1-1火柴棒摆放数字图形
读一读
与火柴棒摆放的数字图形相似,七段数码显示器(又称七段数码管或七段字符显示器)
就是由七段能够独立发光直线段排列成日字形来显示数字的。
常见的七段半导体数码管(又
称LED数码管)是由七段发光二极管按图2-1-1所示的结构拼合而成。
图2-1-2是半导体数码管的外形图和等效电路。
半导体数码管有共阳极型和共阴极两种
类型。
图2-1-2(b)中,共阳极型中各发光二极管阳极连接在一起,接高电平,a~g和DP各
引脚中任一脚为低电平时相应的发光段发光;共阴极型号中各发光二极管的阴极连接在一起,接低电平,a~g和DP各引脚中任一脚为高电平时相应的发光段发光(DP为小数点)。
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
表2-1-2列出了a~g发光段的十种发光组合情况,他们分别和十进制的十个数字相对应。
表中H表示发光的线段,L表示不发光的线段。
表2-1-2七段显示组合与数字对照表
发光段数字f\
a
b
c
d
e
f
g
0
H
H
H
H
H
H
L
1
L
H
H
L
L
L
L
2
H
H
L
H
H
L
H
3
H
H
H
H
L
L
H
4
L
H
H
L
L
H
H
5
H
L
H
H
L
H
H
6
H
L
H
H
H
H
H
7
H
H
H
L
L
L
L
8
H
H
H
H
H
H
H
9
H
H
H
H
L
H
H
半导体数码管的优点是工作电压较低(1.5~3V)、体积小、寿命长、工作可靠性高、响
应速度快、亮度高,字形清晰。
半导体数码管适合于与集成电路直接配用,在微型计算机、数字化仪表和数字钟等电路中应用十分广泛。
半导体数码管的主要缺点是工作电流大,每个字段的工作电流约为10mA左右。
七段数码显示器由个发光直线段组成。
当七段数码显示器显示数字
4时所对应的发光段是;当七段数码显示器显示数字6时所对应的
做一做
识别图2-1-3和图2-1-4所示BS201(或BS202)、BS211(或BS222)两种型号的半导
体数码管:
(1)观察形状,记录型号。
(2)画出8段LED数码管外形图,分析并记录各发光段与各引脚之间的对应关系。
(3)找出LED数码管公共引脚端的位置。
(4)分析显示0到9十个数字的方法。
(5)判断哪一个是共阳极型LED数码管?
哪一个共阴极型LED数码管?
任务二分段译码显示电路
读一读
日常生活中我们使用的是十进制数,而在数字电路中所使用的都是二进制数,因此就必须用二进制数码来表示十进制数,这种方法称为二一十进制编码,简称BCD码。
七段数码显示器是用a~g这七个发光线段组合来构成十个十进制数的。
为此,就需要使用显示译码器将BCD代码(二一十进制编码)译成数码管所需要的七段代码(abcdefg),以便使数码管用十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。
显示译码器,是将BCD码译成驱动七段数码管所需代码的译码器。
显示译码器型号有74LS47(共阳),74LS48(共阴),CC4511(共阴)等多种类型。
我们主要学习CC4511,CC4511是输出高电平有效的CMOS1示译码器,其输入为8421BCD码,图2-1-5和表2-1-2分别为4511的外引线排列图及其逻辑功能表。
图2-1-5CC4511外引线排列图
CC4511引脚功能说明:
A、B、CDBCD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。
LT――测试输入端,LT=“0”时,译码输出全为“1
BI――消隐输入端,Bl=“0”时,译码输出全为“0”。
P2抢答器的电路制作与调试
LE锁定端,LE="1”时译码器处于锁定(保持)状态,译码输出保持在LE=0
时的数值;当LE=0时为正常译码。
表2-1-3为CC4511的逻辑功能表。
CC4511内接有上拉电阻,故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。
译码器还有拒伪码功能,当输入码超过1001时,输出全
为“0”,数码管熄灭。
表2-1-3CC4511逻辑功能表
输
入
输
出
LE
BT
LT
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
显示字形
X
X
0
X
X
X
X
1
1
1
1
1
1
1
X
0
1
X
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
nu
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
E
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
3
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
H
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
b
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
•l
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
8
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
q
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
1
1
1
X
X
X
X
锁
存
锁存
说明:
分段显示译码器与译码器有着本质的区别。
严格地讲,把这种电路叫代码变换器更加确切些。
但习惯上都把它叫做显示译码器。
做一做
CC4511常用于驱动共阴极LED数码管,工作时一定要加限流电阻。
由CC4511组成的基
本数字显示电路如图2-1-6所示。
图中BS205为共阴极LED数码管,电阻R用于限制CC4511的输出电流大小,它决定LED的工作电流大小,从而调节LED的发光亮度,
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- 抢答 电路 制作 调试