计数、译码、显示电路41471

1、计数、译码、显示电路实验报告实验目的1掌握集成十进制计数器、显示译码驱动器及数码管的功能与使用方法。2学习译码器和共阳极七段显示器的使用方法。3进一步熟悉用示波器测试计数器输出波形的方法。一、实验原理生活中常需要将计数脉冲值直观的显示出来，它的实现一般经过了下面几个 步骤，如图，输出的脉冲信号通过显示器显示出相应的数字。计数器 译码器 显示器脉冲信号 _图计数、译码、显示框图1 计数器输入的脉冲数通过计数器计数，并将结果用8421 BCD码表示出来，本实验中采用了一种十进制计数器74LS160以74160为例，通过对集成计数器功能和应用的介绍，帮助读者提高借助产 品手册上给出的功能表，正确而灵

2、活地运用集成计数器的能力。(1) 74LS160的功能介绍74LS160为十进制可预置同步计数器，其逻辑符号如图，功能表见表表3.774LS160的功能表输入输出CR LDCTP CT t CP D o D 1 D 3 D 4Q Q 1 Q 2 Q 3LXXXXXXXXLLLLH LXXf d 0 d 1 d 2 d 3d°d1d2d3H H H HfXXXX计数H H LXXXXXX保持H HX LXXXXX保持注意：CO = CTt Q0 Q1Q2 Q3计数器有下列输入端：异步清零端 CR （低电平有效），时钟脉冲输入端CP 同步并行置数控制LD （低电平有效），计数控制端CTt

3、和CTp,并行数据输入端 D0C3。它有下列输出端：四个触发器的输出端 QQ3,进位输出CO根据功能表,可看出74160具有下列功能： 异步清零功能：若CR输入低电平，则不管其他输入端（包括CP端）如何, 实现四个触发器全部清零。由于这一清零操作不需要时钟脉冲CP配合（即不管CP是什么状态都行），所以称为“异步清零”。 同步并行置数功能：在CR = “ 1”、且LD= “ 0”的前提下，在CP上升图3.7.2 74LS160 逻辑符号沿的作用下，触发器 QQ分别接收并行数据输入信号D0C3,由于这个置数操作必须有 CP上升沿配合， 并与CP上升沿同步，所以称为“同步”的。由于四个触发器同时置入

4、，所以称为“并行”。 同步十进制加计数功能：在CR二“ 1LD =“1”的前提下，若计数控制端 CT- CTp=“ 1” ,则对计数脉冲CP 实现同步十进制加计数。这里，“同步”二字既表明计数器是“同步”，而不是“异 步”结构，又暗示各触发器动作都与 CP （上升沿）同步。 保持功能：CR=LD =“1 ”的前提下，若 ctct= “0”，即两个计数 器控制端中至少有一个输入 0,则不管CP如何（包括上升沿），计数器中各触发器保持原状态不变。 进位输出：CO =CTtQ°QiQ2Q3，这表明：进位输出端通常为 0,仅当计 数控制端=“ 1”且计数器状态为9时它才为1。2 译码器以下主

5、要介绍两种型号。以BCD码七段译码驱动器为例。74LS47是一个专门用来将输入的四位 8421码转换为七段码并驱动数码管 BS311101（共阳）的集成片。因为它是输出低电平有效，故只能驱动共阳极的数 码管（译码器74LS48是高电平输出有效，可配用共阴数码管）。该芯片四个输入 端A、B、C、D分别接8421码计数器的相应输出端（D为最高位）；七个输出端ag接共阳七段显示器的对应端以驱动相应段亮；LT、BT / RBO、RBI是三个辅助输入端；当辅助输入端均为高电平时，电路正常显示。 其中Lt是试灯输入端，当Lt =0时，数码管显示“ ” BI为灭灯输入端， 当BT =0时，灯熄灭；RBI为动

6、态灭零输入端，当 rbI =0, lt =1且D- C=B= A=0 时，显示器熄灭（即不显示 日），且输出rbo =0。必须指出RbI =0只熄灭数字“ 0”， 而不会熄灭其它数字，如果要正常显示“ 0”字，则应使RBI =1。同样，74LS48 是一个专门用来将输入的四位 8421码转换为七段码并驱动数码管 BS311201（共 阴）的集成片。CC4511是一个专门用来将输入的四位 8421码转换为七段码并驱动数码管 BS311201 （共阴）的集成片。本实验采用 CC4511BC码锁存/七段译码/驱动器。 驱动共阴极LED数码管，其管脚图见图161 16113|12|H|10|fgabc

7、deCC4511ECLTLEDA112|3|4|5l6|?|图引脚排列其中A B CM BCD码输入端a 、b、c、D E、f、g 译码输出端，输出“ 1”有效，用来驱动共阴级 LED 数码管。LT 测试输入端，LT = " 0”时，译码输出全为“ 1”BT 消隐输入端，BI = “ 0”时，译码输出全为“ 1”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，LE=“ 0”为正常译码。CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数 码管笔段之间串接限流即可工作。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

8、管熄灭。3 显示器数字显示器件有多种不同类型的产品，例如，辉光数字管、荧光数字管、液 晶数字管、发光二极管数字管等。但因七段发光二极管数字管具有字形清晰美观、 驱动简便、信息安排方便。供电电源低、价格低廉等优点，因而得到广泛应用。目前常用的是七段数码管（若加小数点 D.P.，则为八段），它由七个半导体二 极管（LED组成。当所有LED的阳极连在一起作为公共端时，为共阳数码管；当 所有LED的阴级连在一起时，则为共阴数码管（BS311201。使用中切不可混淆。七段发光二极管数字管由七段条状发光二极管排成字形显示数字。当给相应的某些线段加一定的驱动电流或电压时，这些段就发光，从而显示相应的数字。为

9、了鉴别输入情况，当输入码大于 9时，七段显示仍显示一定图案。七段发光二极管显示器有共阳、共阴两种连接形式。其内部发光二极管的连接图分别如图,可在它们的公共极上串联一只 240 Q的限流电阻。数码管的字形图见图* * c J / ra* f t(a)共阳极连接(b)共阴极连接图 nf com a1baTibed1e d com c 点图七段数码管显示笔段对于共阳数码管，其公共阳极接高电平，a- f相应端(二极管阴极)接低电 平，便显示相应数字。例如，若 a-f均接低电平，g接高电平，则除Dg夕卜，其 余二极管均导通发光，因而显示口，同理，对共阴数码管，将公共阴极接低电平， a-f相应端接高电平，

10、g接低电平，显示同样数字。一台.一-台一块三、实验仪器1 数字逻辑实验箱2 双踪示波器3 .数字万用表4 集成电路若干四、实验任务及步骤1 .测试计数器74LS160的逻辑功能异步清零功能：CR= “0”，观察输出端Q3Q0的变化。数据置入：令LD = “0”，CR= “ 1”，将输出端Q0Q3接到数字实验箱上发光二极管，输入端D0D3端接到数字实验箱数据开关，置入不同电平，观察并记录LED的显示状态，填入表表的功能测试表输入输出显示字型D3 D 2 D 1 D 0Q3 Q 2 Q 1 Q 00 0 0 000 0 0 110 0 1 020 0 1 130 1 0 040 1 0 150 1

11、 1 060 1 1 171 0 0 081 0 0 19保持：令CR = LD = “ 1”，CTP= “0”或CTT= “ 0”时，改变输入端 DbD为任意值（“0”或“ 1”），输出端QQ3应如何变化？与DB的状态是否无关？加计数：令LD =CR= CTP= CTT= “ 1”时，CP接至1Hz方波脉冲，观察输出 端QQ3如何计数？将上述结果整理列表，总结计数器 74LS160的逻辑功能。将中的CP端接至10KHZ方波脉冲，用示波器将分别观察并记录加法计数 的输出端QQ3的波形（要求不少于10个周期）。2. 实现一个十进制设计电路：将计数脉冲个数用一位显示器显示出来（用一片74LS160 一片CC4511 一片数码管实现）。设计电路如图图10进制计数、译码、显示电路实验步骤： 按设计的电路图接好实际电路，接通电源。 用点动脉冲在CP端逐个输入脉冲，观察数码管显示的字形。并记录显示的十个数字字形，记录表 在CP端接入脉冲发生器（1Hz左右），记录数码管显示字形的变化。并用万 用表测量进位端CO电位（每当计数器数字跳到9时，应有一个进位脉冲输出） 五、实验数据记录六、实验总结1 数码管是否正常，该部