数字电路实验_数字显示电路

1、数字显示电路组合电路综合设计数字显示电路 组合电路综合设计一实验目的数字显示电路实验将传统的4个分离的基本实验，即基本门实验，编码器、显示译码器、7段显示器实验，加法器实验和比较器实验综合为个完整的设计型的组合电路综合实验。通过本实验，要求学生熟悉各种常用MSI组合逻辑电路的功能与使用方法，学会组装和调试各种MSI组合逻辑电路，掌握多片MSI、SSI组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合设计技术，使学生具有数字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。 1）掌握基本门电路的应用，了解用简单门电路实现控制逻辑的方法。2）掌握编码、译码和显示电路的设计方法。3）掌握用全加器、比较器电路的设计方法。二设

2、计要求操作面板左侧有16个按键，编号为0到15，面板右侧配2个共阳7段显示器，操作面板图下图所示。设计一个电路：当按下小于10的按键后，右侧低位7段显示器显示数字，左侧7段显示器显示0；当按下大于9的按键后，右侧低位7段显示器显示个位数字，左侧7段显示器显示l。若同时按下几个按键，优先级别的顺序是15到0。现配备1个4位二进制加法器74LS283，2个8线-3线优先编码器74LSl48，2个74LS47显示译码器。三各模块的设计该数字显示电路为组合逻辑电路，可分为编码、译码和显示电路以及基本门电路、全加器电路。实验采用的主要器件有1个4位二进制加法器74LS283，2个8线-3线优先编码器74

3、LSl48，与非门74LS00，2个显示译码器74LS47。u 各种芯片的功能介绍如下：1）83线优先编码器74LSl48简介及工作原理：在数字系统中，常采用多位二进制数码的组合对具有某种特定含义的信号进行编码。完成编码功能的逻辑部件称为编码器。编码器有若干个输入，对于每一个有效的输入信号，给与电平信号的形式表示的特定对象，产生惟一的一组二进制代码与之对应。按照编码信号的特点和要求，编码器分为3类。即二进制编码器，可用与非门构成4-2线、8-3线编码器。二十进制编码器，将09十进制数变成BCD码，如74LS147、优先编码器。74LS148是8-3线优先编码器，其外引线排列如下图所示。为8个信

4、号输入，低电平有效。为位代码输出（反码输出）。为选通输入端，当=0时允许编码；当=1时输出和被封锁，编码被禁止。是选通输出端，级联应用时，高位片的端与低位片的端相连接，可以扩展优先编码功能。为优先扩展输出端，级联应用时可作为输出位的扩展端。74LS148是一种常用的83线优先编码器，其功能真值如表一所示。输入输出1××××××××11111011111111111100×××××××0000010××××&

5、#215;×01001010×××××011010010××××0111011010×××01111100010××011111101010×011111111001001111111111012）38线二进制显示译码器74LS47简介及工作原理：译码是编码的逆过程，以码器的功能与编码器相反，它将具有特定含义的不同二进制代码辨别出来，翻译成对应的输出信号。译码器也分成3类，二进制译码器如38线译码器74LS138。二十进制译码器可实现各

6、种代码之间的转换，例如74LS145。显示译码器，用来驱动各种数字显示器，如共阳极数码驱动器74LS47。74LS47是驱动共阳极数码管的译码驱动器。其外引线排列如图所示。为了直接驱动指示灯，74LS47的输出是低电平作用的，即输出为0时，对应字段点亮；输出为1时，对应字段熄灭。A、B、C、D接收二进制码输入，的输出分别驱动7段一码管的a、b、c、d、e、f和g段。当接低电平是，译码器各段输出低电平，数码管7段全亮，因此可利用此段输入低电平对数码管进行测试。是动态灭零输入使能端，当=1，=1，=0时，如果输入数码DCBA=0000，译码器各段输出均为高电平，数码管不显示数字（但输入其它数码，数

7、码管仍显示），并且灭零输出为0。利用端，可对无意义的零进行消隐。是静态灭灯输入使能端，它与动态灭零输出共用一个输出端，当=0，不论DCBA为何状态，译码器各段输出均为高电平，显示器各段均不亮，利用可对数码管进行熄灭或工作控制。是动态灭零输出端，当=0、=0，、DCBA=0000时，且=0表示译码器处于灭零状态。端的设置主要用于多个译码器级联时，对无意义的零消隐。3）集成加法器74LS283功能简介及工作原理： 全加器是实现二进制加运算的功能器件，然而人们更习惯于十进制的运算。用4位二进制加法器构成BCD码加法器，当运算结果（和）小于或等于1001时，BCD码加法与4位二进制加法结果相同；当和数

8、大于1001，由于BCD码是逢十进一，而4位二进制加法是逢十六进一，因此要在组间进位方式上加一个校正电路，即在4位二进制数相加结果大于9时，电路在自动加6。如集成加法器74LS283集成加法器74LS283是4位二进制超前进位全加器。外引线排列如图4所示。和分别为加数和被加数，为和数，为低位进位，为本进位。74LS283逻辑功能表输入输出ABLLLLLLLHHLLHLHLLHHLHHLLHLHLHLHHHLLHHHHHH4）集成芯片74LS00功能简介由于编码器输出的为反码，所以在编码器输出到加法器的中间加入了与非门用与对反码的反相成为原码。与非门芯片74LS00管脚如图三四电路图设计及原理、

9、功能说明数字显示电路设计电路图如下图所示：电路工作原理（1）编码、译码和显示电路 16线4线编码器输入信号为，低电平有效，而且的优先权最高，的优先权最低。输出、为4位二进制反码(即00001111)。可用第一片的输入端。分别接，第二片的接，显然第一片的优先权应高于第二片，只有当无信号时才允许第二片工作。因此，将第一片的选通输出端和第二片的控制端相连，即可实现上述功能。通过与非门，将、取反。（2）基本门电路、全加器电路 根据系统的要求，显示输入应为8421BCD码，可以采用加6的方法实现。当小于9时，直接输入；当大于9时，将BCD码加6(溢出后相当于减10)且十位进1，如图23所示，由74LS7

10、4的真值表可知面三引脚置高电平。（3）电路实现的功能概述电路用两片74LS148，第一片为高位输入片，第二片为低位输入片，在高位工作时，要求低位禁止工作。电路通过将高位片的选通输出端接到低位片的控制输入端，当高位片工作时输出为高电平低位片不工作；当高位片不工作时，输出为低电平，低位片工作，因此实现了高低位优先级别。由于编码器输出的为反码，所以在编码器输出到加法器的中间加入了与非门用与对反码的反相成为原码。因为编码器只能有一片工作，在另一片不工作时其输出端为高电平，因此三个与非门对工作片来说相当非门的作用。用4位二进制加法器构成BCD码加法器，当运算结果（和）小于或等于1001时，BCD码加法与

11、4位二进制加法结果相同；当和数大于1001，由于BCD码是逢十进一，而4位二进制加法是逢十六进一，因此要在组间进位方式上加一个校正电路，即在4位二进制数相加结果大于9时，电路在自动加6。电路如图5所示。电路高位片工作时，输出为0，经反相器后为=1。当，有一个为高电平时（=1，=1时为1010，即数字10）经过三个与非门后输出为高电平，所以加法器加6。同时高位译码器输入0001，高位数码显示管显示。五元器件清单74LS148 2个74LS00 7个7447 2个74LS283 1个共阳极数码管 2个开关 16个电阻 若干六实验感想 通过本次综合设计实验，我不仅学会了如何把编码器、显示译码器、7段

12、显示器实验，加法器实验和比较器等芯片联系到一起。还熟练的掌握了每个芯片的功能，管脚接法。在实验过程中，我们小组成员分工明确，相互帮助，共同进步，很好的了解了各种常用MSI组合逻辑电路的功能与使用方法，学会组装和调试各种MSI组合逻辑电路，掌握多片MSI、SSI组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合设计技术。为接下来的时序电路打好了基础，我想这是一次不错的收获和实践。 上学期我们设计及焊接了模电实验要求的语音放大器，设计及焊接的过程都比较顺利，但最终调试的过程有些波折。而本学期数字电路第一个自己设计的实验的调试过程相对容易了很多。电路的设计及焊接也没太多的复杂度。之前我们也已经在课上做了几次实验板上的电路功能的实现过程，此次完全靠自己动手设计及焊接出来的电路，感觉蛮有意思的。这个电路中主要使用了编码器、加法器及显示译码器实现了0-15数字在数码管上的显示功能，为我们下一个时序电路的实际奠下了一定的基础。这次焊板子我们直接利用书上的电路图，看起来是很简单，但是由于其引脚的接法容易出错，于是我们