项目二数字显示器的设计、制作与调试

1、项目二数字显示器的设计、制作与调试项目学习目标项目学习目标项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试类别目标要求知识目标1、组合逻辑电路的特点2、2、组合电路的分析3、3、组合电路的设计方法4 4、译码器、编码器等常用集成电路的设计使用技能目标1、1、多种集成组合逻辑芯片以及数码管的用法2、2、数字显示器的设计、安装、调试与检测方法3、3、数字显示器的故障检修方法拓展知识常用组合逻辑电路设计实例职业素养1、1、沟通能力及团队协作精神2、2、良好的职业道德3、3、质量、成本、安全、环保意识项目知识必备项目知识必备1 1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析2 2组合逻辑

2、电路的设计组合逻辑电路的设计 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试银行取款机等1.组合逻辑电路组合逻辑电路：在任何时刻的输出状态只取决于这一时刻的输入状态，而与电路的原来状态无关的电路。生活中组合电路的实例电子密码锁1 1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试（3 3）门电路是组成组合电路的基本单元。2.组合逻辑电路特点：（1 1）在电路连接上，输入信号可有1个或若干个输 出信号可以是一个也可有多个，但没有记忆单 元，没有从输出反馈到输入的回路。（

3、2 2）在逻辑功能上，电路的输出状态只是该时刻输入 信号的函数，与该时刻以前电路的状态无关。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试1 1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析与设计相当于是各种表示法之间的相互转换。1.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法主要有哪些？（逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。）2.各种表示法之间的相互转换？基本分析方法：给定逻辑电路，求逻辑功能。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试1 1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析4.按真值表分析、概括已知逻辑电路的逻辑功能组

4、合逻辑电路的分析步骤组合逻辑电路的分析步骤：1.由已知逻辑电路图，写出输出逻辑函数表达式一般从输入端向输出端逐级写出各个门输出对其输入的逻辑表达式，从而写出整个逻辑电路的输出对输入变量的逻辑函数式。2.对输出逻辑函数表达式进行化简，求出最简的与或表达式3.列真值表将输入变量的状态以自然二进制数顺序的各种取值组合代入输出逻辑函数式，求出相应的输出状态，并填入表中，即得真值表。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试1 1组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析例1 分析下图所示逻辑电路的功能分析下图所示逻辑电路的功能解：分析步骤（1）输出逻辑函数表达式逐级写，并且变成便

5、于写真值表的形式（2）列真值表将A、B各种取值组合代入式中，可列出真值表。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试由真值表可看出： 0010101A0B111Y0（3 3）逻辑功能分析）逻辑功能分析输出若输入不同，输出为1。 输入两个变量A、B若相同，输出为0；项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试例2分析图9.2所示电路的逻辑功能项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试解：分析步骤（l）输出逻辑函数表达式项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试（2）真值表 0000010

6、A0B010Y10011C1000101111101111项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试当3个输入变量中有2个或2个以上为1时，输出为1，否则为0。（3）逻辑功能分析组合逻辑电路的分析并不是严格按着步骤，有些可以省略归纳总结归纳总结：(2)不是每个电路均可用简炼的文字来描述其功能。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试2 2组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计一一. .组合逻辑设计的定义：组合逻辑设计的定义：二二. .组合逻辑电路设计步骤组合逻辑电路设计步骤:1. 分析设计要求，确定全部输入变量和输出变量2. 根据真值表,

7、写出输出逻辑函数表达式。3对输出逻辑函数进行化简。 根据设计要求列真值表。4根据最简输出逻辑函数表达式，画逻辑电路图。 根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现该功能的简单而又可靠的最佳电路。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试三三. .组合逻辑电路设计举例组合逻辑电路设计举例1单输出组合逻辑电路的设计同时A具有否决权。用与非门实现。解：设计步骤（1 1）确定输入输出变量，列写真值表）确定输入输出变量，列写真值表例1设计一个A、B、C三人表决电路。当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，Y：表决结果，提案通过 “1” ，不通过 “0” A 同意 “1”，不同意 “

8、0” ；B 同意 “1”，不同意 “0” ；C 同意 “1”，不同意 “0” ；输入输出项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 0000010A0B010Y00011C1000101111101111项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试2 2组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计（3 3）画逻辑图）画逻辑图（2 2）化简得到最简输出逻辑函数）化简得到最简输出逻辑函数项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试设计一个能完成两个一位二进制数相加的 组合逻辑电路半加器。2多输出组合逻辑电路的设计例2A,B解：

9、设计步骤（1 1）确定输入输出变量，列写真值表）确定输入输出变量，列写真值表SC两个一位二进制数表示二者之和进位项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试（4 4）检测此电路，证明逻辑功能符合设计要求）检测此电路，证明逻辑功能符合设计要求 0010111A0S000C10011B（2 2）化简得到最简输出逻辑函数）化简得到最简输出逻辑函数（3 3）画逻辑图）画逻辑图项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试试设计一个3输入、3输出灯光控制电路例3灯亮为1，灯灭为0（1 1）确定输入输出变量，列写真值表）确定输入输出变量，列写真值表解：A、

10、B、C3个输入信号R红灯 Y黄灯G绿灯当A1, BC0时, 红、绿灯亮；B1，AC0时，黄、绿灯亮； C1，AB0时，红、黄灯亮；ABC0时， 3个灯全亮。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 0000010A1B110R00011C1010100111001101101G01000111Y00000列得的真值表列得的真值表项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试（2 2）根据真值表得出逻辑函数）根据真值表得出逻辑函数化简得到最简输出逻辑函数项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试（3 3）画逻辑图）

11、画逻辑图&=1=1=1111.ACBRGY项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试三、二进制编码器三、二进制编码器五、优先编码器五、优先编码器四、二一十进制编码器四、二一十进制编码器 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路一、二进制译码器一、二进制译码器二、二一十进制译码器二、二一十进制译码器项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试译码器译码器二、二、译码器：实现译码功能的电路一、一、译码：将表示特定意义信息的二进制 代码翻译成对应的输出信号三、三、二进制译码原则：用n位二进制代码可以表示2n个信号对n位二进制代码译码

12、时，应由 2nN来确定译码信号位数N项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路2.1 2.1 二进制译码器二进制译码器将输入二进制代码译成相应输出信号的电路。一、二进制译码器的定义(2线4线译码器)二、二进制译码器的逻辑图：输入信号输入信号输出信号输出信号项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路 三、二进制译码器的真值表：AB100011000011001001000001项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试

13、四、二进制译码器的输出函数式：五、典型集成电路产品及应用：2线4线译码器的典型产品有74LS139 74LS155 74LS156项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路74LS139是2线4线译码器其外引线功能如下图所示2线4线译码器可以用于工业自动化控制。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试B1，泵工作故障，冷却加油停止；B0，泵工作正常 油泵工作正常，泵不断给机械加油；泵出现故障，则加油停止，发出低速断油信号或高速停车信号 有一种金属切削机械金属切削机械，运转速度有低速低速和高

14、速高速两种方式在生产机械工作时，冷却泵还必须加油工作。若设运转检测信号为A,A1, 高速运转；A0，低速运转。冷却加油泵的工作检测情况以变量B表示，项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路高低电平状态分辨出了机械的控制要求，从而实现了对机械工作过程的控制 将A、B作为输入，输入到2线4线译码器时，其输入代码00、01、10、11将被译码成为上表中四种状态输出在四种状态下，Y0、Y1、Y2、Y3各只有一个输出为高电平。其余为低电平。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组

15、合逻辑电路常用集成组合逻辑电路二一十进制译码器二一十进制译码器一、二一十进制译码器（一、二一十进制译码器（4线一10线译码器 ）二、二、4 4线一线一1010线译码器线译码器CT74LS42CT74LS42定义：将4位BCD码的十组代码翻译成 09十个对应输出信号的电路（1）逻辑图项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路输入端4位8421BCD码输出端输出端项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 000000010111110011111010111011111111111010011

16、000010111111101001110011111111111111111111111110101111101111100111111011（2）真值表（代码10101111没有使用，称作伪码）111111111 10101111111110项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试（3 3）逻辑函数式）逻辑函数式项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路（4）功能变化：由式可知：输出Y9到Y0都为高电平1，不会出现低电平0因此译码器不会出现错误CT74LS42可作3线8线译码器： 输出

17、Y8和Y9不用，并将作使能端使用当输入伪码10101111时项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试当译码器输出为低电平时，多选用与非门； 2.3 2.3 用译码器设计组合逻辑电路用译码器设计组合逻辑电路三、设计原理由于二进制译码器的输出为输入变量的全部最小项即每一个输出对应一个最小项,而任何一个n位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式。因此，用译码器和门电路可实现 任何单输出或多输出的组合逻辑函数。当输出为高电平时，多选用或门。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路转换为标准与

18、非表达式为：例例1 1：用译码器实现逻辑函数：用译码器实现逻辑函数S=m(0,1,3,7)S=m(0,1,3,7) 解：（1 1）根据逻辑函数选用译码器）根据逻辑函数选用译码器其输出为低电平有效，故选用与非门。（2 2）写出输出逻辑函数表达式为）写出输出逻辑函数表达式为由于逻辑函数S需要三个变量故应选用3线-8线译码器CT4138。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路（3）根据变换后的表达式，实现的电路如下图根据变换后的表达式，实现的电路如下图项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试

19、 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路二进制编码器二进制编码器一、一、二进制编码器的定义：二、二、3位二进制编码器的表示： 输入符号输出代码用n位二进制代码对2n个信号进行编码的电路 项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路三、三、3位二进制编码器输出逻辑函数： 项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路（2 2）输出代码编为原码（对应自然二进制数）输出代码编为原码（对应自然二进制数）四、四、3 3位二进制编码器的真值表：位二进制编

20、码器的真值表： 0000010AB1十进制数十进制数0011C100101110111五、五、结论 （1 1）输入信号为高电平有效（有效：表示有编码请求）输入信号为高电平有效（有效：表示有编码请求）项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路一、一、二一十进制编码器的定义：二、二、二一十进制编码器的表示： 将09十个十进制数转换为二进制代码的电路 二一十进制编码器二一十进制编码器输出代码输入符号项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路三、三、二

21、一十进制编码器的输出函数： 项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路四、四、3位二进制编码器的真值表： 0000000AB0十进制数十进制数0101C0100100110110011D010110001001项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路输出数码各位的权从高位到低位分别为8，4，2，1五、结论五、结论 （1）当编码器某一个输入信号为1,其它输入信号 都为0时则有一组对应的数码输出（2）编码器输入 10个编码信号是相互排斥的若若 项

22、目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路优先编码器优先编码器一、优先编码器的定义：一、优先编码器的定义：允许同时输入数个编码信号而电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。优先级别高的编码器信号排斥级别低的优先权的顺序完全是根据实际需要来确定的 项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 3 3常用集成组合逻辑电路常用集成组合逻辑电路二、二一十进制优先编码器二、二一十进制优先编码器( (10线4线优先编码器) ) ABCHHLDHHLHLHLLLHHLHLLLLLLLLHHHHHHHHHHHH

23、HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHLLLLLLLLLHHHH(1)(1) 真值表真值表项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试 当I1至I9都为高电平1时，输出DCBA1111， 其原码为0000，相当于输入I0(2)(2) 逻辑功能分析逻辑功能分析 数码输出端：A、B、C、D，为8421BCD码的反码 编码信号输入端：I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 输入低电平0有效，表示有编码请求 输入高电平H无效，表示无编码请求 优先级别：I9最高，I8次之，I0的级别最低。 当I9=0时，其余输入信号不论是0还是1都不起作 用，电路只对I9进行编码，输出DCBA =0110,为反 码,其原码为1001。项目二项目二 数字显示器的设计、制作与调试数字显示器的设计、制作与调试项目分解项目分解： 电路原理与元器件基本介绍电路原理与元器件基本介绍 共阴极数码管译码驱动器CD4511。 CD4511与7446一样有试灯、灭灯、使能三个控制端，不同的是7446是OC输出，4511是共阴极数码管的驱动