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文档简介
1、实验三 验证性实验一一MSI译码器逻辑功能测试一.实验目的1 掌握中规模(MSI)集成译码器的逻辑功能和使用方法;2 验证38线译码器和七段显示译码器的逻辑功能;3 掌握数码管与译码器配合使用的方法;。二实验原理译码器的作用是进行代码间的“翻译”,将具有特定含义的二进制码进行辨别,并转换成控制信号。译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换 译码器。I 变量译码器(又称二进制译码器),用以表示输入变量的状态,如2线一4线、3线一8线和4线一16线译码器。若有n个输入变量,则有 2n个不同的组合状态,就有2n个输出端供其使用。例如,有3个输入变量(或称为地址端),那
2、么就可以有23=8个不同的地址组合,分别为 000、001、010、011、100、101、110、111,可以控制8个输出端, 而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。(a)16V cc而15 . _E4_ 冋12丽局|9Vcc V。V1 乜区P V5V674LS138A0. A1 A2 S2 S S1.P7 GND11_21311_411_51_6|_711_8 一(b)Y0A0丫1 丫2 丫3 丫4 丫5 丫6 丫774LS138A1 A22|38GNDS1 S2S3(c)图3-1 38线译码器74LS138逻辑图及引脚排列以3线一8线译码器74LSI38为例,图3-1(a)
3、(b) (c)分别为其逻辑图及引脚排列。其中A?、A0为地址输入端,丫。壬7为译码输出端,S2、S3为使能端。表 3-1为74LSI38功能表。当S1=1 , S2+S3=0时,74LS138工作,地址码所指定的输出端输出0(被选中),其它输出端均输出1(未被选中)。当S1=0; S2+S3 = X(注:“X”即不论是什么逻辑值的意 思。);或S = X, S2+ S3=1时,译码器被禁止,所有输出同时为I。表3-1输入输出S1S2+S3A2A1A0丫0丫1丫2丫3丫4丫5丫6丫7110000011111111000110111111100101101111110011111011111010
4、0111101111010111111011101101111110110111111111100XXXX11111111X1XXX1111111174LS138译码器也可作为负脉冲输出脉冲分配器使用,只需利用使能端中的一个输入端输入数据信息,器件就成为一个多路分配器,如图3-2所示。若令-S2=S3=0,在Si端输入数据,地址码所对应的输出端输出S1数据的反码;若令S1=1 S3=0 ,从S2端输入数据,地址码所对应的输出端就 是S2端数据信息的原码。若输入 的是时钟脉冲,则数据分配器便 成为时钟脉冲分配器。数据分配 器可将一个信号源的数据信息 传输到不同的地点。二进制译码器还可以用来 实现
5、逻辑函数。由表3-1知,74LS138正常工作时,每个输出 端输出的逻辑关系为分配器输岀I H H 门Yo Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y774LS138Ao A1 A 2 S1 S2 S3-一丫_数据输入 地址输入图3-2数据分配器图3-3实现逻辑函数图Y o =A2A1A 0Y1 =A2A1AoY 2 = A 2A1A 0Y 3 = A 2A1A0Y 4 -A 2A1 Ao丫5 =A2A1AoY2 =A2A1Ao丫3 = A 2A1A o若在地址端赋值A2=C, A1=B ,Ao=A , 74LS138的输出逻辑式可以改写为Yo =C B AY1 =C B AY2 =C BA Y3
6、 =C B A丫6 =C B A 丫7 =C B A现在要用74LS138实现如下式所示的逻辑函数Z =C B A CB A CBA CBA先通过如下变换Z 二CBA CBA CBA CBA 二Yo Y1 Y2 Y7=Yo Y1Y2 Y7 =Yo Y1 Y2 Y7由上式可接成如图3-3所示电路。利用使能端能还可以方便地将两 个3/8译码器组成一个 4/16译码器, 如图3-4所示。2 .数码显示译码器Yo Y1 丫2 丫3 丫4 丫5 丫6 丫7 丫 Y YY星Yo Y1 丫2 丫3 丫4 丫5 丫6 丫774LS138(1)_Ao A1 A2 S1 S2 S3I I 1:+5V丫8 丫9丫1
7、。Y11 丫12丫13 丫14丫15匕m 1Yo Y1 Y2 Y3 Y4Y5 Y6 Y774LS138(2)_Ao A1A2S1 S2S32#Do D1 D2 D3图3-4 用两片74LS138组合4/16译码器#a.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3-5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路。卜 0 ba f g ebcfa_ gbcvIIXIe d (cJcM50111hed dM 50121h(c)符号及引脚功能图3-5 LED数码管管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降,随显示光共阴管即所有的发光二极 管的“-”极连在一起引出 M脚接地,
8、其它各脚必须 接高电平二极管才能发 亮;共阳管刚好相反。(c)为两种不同出线形式的引 出脚功能图。其中共阴管 本电路采用的型号为 5011,共阳管采用的型号 为 5012。一个LED数码管可用 来显示一位09十进制数 和一个小数点。小型数码 (通常为红、绿、黄、橙色)的3颜色不同略有差别,通常约为22.5V,每个发光极管的点亮电流在510mA。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。b. BCD码七段译码驱动器|1615J14 Ii3 冈111C9V DDfgabcdeCD4511BCLT BT LEDA Vss此
9、类译码器型号有74LS47(共阳),74LS48(共阴卜CD4511(共阴)等,本实验系采用 CD4511 BCD 码锁存/七段译码/驱动器。驱动共阴极 LED数码管。图3-6所示为CD4511引脚排列。其中a、b、c、Dbcd 码输入端L1JL2 |_3 LdU Le LJ L8a、b、c、d、e、f、g 译码输出端,输出“ I” 图3-6 CD4511引脚排列 有效,用来驱动共阴极LED数码管。LT 测试输入端,JT= “ 0 ”时,译码输出全为“ 1 ”。BT 消隐输入端,BI = “0”时,译码输出全为“ o”。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
10、 LE=0时的 数值,LE=0为正常译码。表3-2为CD4511功能表。CD4511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”,数码管媳灭。表3-2输入输出LEBIlTDCBAabcdefg显示字形XX0XXXX1111111日X01XXXX0000000消隐01100001111110n011000101100001101100101101101己01100111111001301101000110011T0110101101101101101100011111b01101111110000011100
11、01111111001110011110011u01110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐01111110000000消隐111XXXX锁存锁存注:消隐即数码管各 LED全暗。锁存即数码管的显示不再改变。若用实验箱,一般实验装置上已完成了译码器CD4511和数码管BS202(或5011)之间的连接。 实验时,只要接通+5V电源和将十进制的 BCD码 接至译码器的相应输入端 A、B、C、D即可显示09的数字。四位数码管可接受四组BCD码输入。CD4511与LED数码管连接如图 3
12、-7所示。 三实验设备与器件2 双踪示波器4 逻辑电平开关6.拨码开关组(编码器)1 . +5V直流电源3 连续脉冲源5逻辑电平显示器7 译码显示器8. 74LS138 X2、74LS00 一块,74LS04 一块。四. 实验预习要求1 复习有关译码器和分配器的原理。2 .根据实验任务,画出所需的实验线路及记录表格。五. 实验内容1数据拨码开关(实验箱上编码器)的使用(只需观察,不必记录)将实验装置上的“编码器”某组拨码开关的输出D、C、B、A分别接至“译码显示”部分的D、C、B、A,接上+5V电源,然后按功能表 3-2输入的要求揿动四个数码的增 减键(“ +”与“-”键),观测“编码器”拨码
13、盘上的数字与 LED数码管显示的对应数字 是否一致,若正常则“译码显示”部分工作状态正常。2 . 74LS138译码器逻辑功能的测试将译码器使能端 Si、S2、S3及地址端A2、Ai、A。分别接至“逻辑电平产生电路” 的输出口,八个输出端 Y7 Yo依次连接在“逻辑电平显示电路”的八个输入口上,拨 动“逻辑电平产生电路”的开关,按表3-1逐项测试74LS138的逻辑功能,并把结果填写在“实验原始数据记录”步骤1的表1中。3 .用74LS138构成时序脉冲分配器实验要求为:由74LS138组成的分配器输出端 Y7 Yo的信号与CP输入信号同相。参照图3-2及其实验原理,令时钟脉冲CP的频率约为1
14、0kHz。令分配器的地址端A2、A1、Ao为某一值(地址值自定),用示波器观察和记录与地址相对应的某一Yx端的输出波形,注意输出波形与CP输入波形之间的相位关系。注:此处要使用示波器的双线功能,一路观察CP波形,一路观察输出波形。把CP与某Yx端的波形画在“实验原始数据记录”步骤2的表2中。4 用两片74LS138组合成一个4/16线译码器,并进行逻辑功能的测试,把测试的数值填写在“实验原始数据记录”步骤3的表3中。5 .利用74LS00 (与非门)和74LS04 (非门)搭建一个如图 38所示的2/4线译码器,通过填写真值表验证其逻辑功能(真值表自行设计并把表置在“实验原始数据记录”步骤4 中)。丫0Y1丫2丫3图3-8六. 实验报告1画出实验线路,把观察到的波形画在坐标纸上,并标上对应的地址码。2 .填写各表格,对实验数据进行分析、讨论,并做出结论。实验原始数据记录步骤1: 74LS138逻辑功能验证表1输入输出SiS2+S3A2A1Ao丫0丫1丫2丫3丫4丫5丫6丫71000010001100101001110100101011
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