学习情境8：led译码器显示电路接线调试 74ls138、二十进制译码器74ls4显示译码器及七段译码器cd4511译码器芯片认识与功能测试（任务1）

1、学习情境八学习情境八LED译码显示电路的接线与调试能力目标能力目标1、学会74LS138、74LS42译码器、七段译码器CD4511芯片使 用方法和测试方法。2、能够借助集成手册查阅74LS138、74LS42、七段译码器 CD4511、74LS20引脚图及功能。3、能够正确在逻辑学习机面板上，完成芯片接线与测试。4、会分析七段译码器CD4511的工作原理5. 完成用74LS138译码器和与非门74LS20芯片设计一个用红、绿灯监视三台电动机正常与故障情况的电路、并接线与调试，且汇报任务的设计与实施方案。6、具有故障分析、排查能力。7、训练团结合作、组织能力与语言逻辑表达能力。方法能力方法能力

2、1、具备自学、分析、语言表达能力。2、具备电路分析、实施、评价能力。3、具有知识的综合运用能力。社会能力社会能力1、具有团队协作、计划、组织管理能力。2、具有团队意识和处理人际关系能力。任务1：74LS138、二-十进制译码器74LS42、显示译码器及七段译码器CD4511译码器芯片认识与功能测试； 教学做一体化教学内容实施步骤布置任务布置任务教师制作任务工作单，并向各班组布置工作任务，说明任务要求与能力目标。资资 讯讯1. 74LS138译码器的认识及功能测试2.二-十进制译码器74LS42的认识及功能测试3.显示译码器的认识4.CD4511译码器芯片认识与功能测试参考资料：网站资料、芯片手

3、册、实训指导书、教材。参考资料：网站资料、芯片手册、实训指导书、教材。计计 划划学生根据任务书及工作任务，制定工作任务步骤，设计设备明细表，装接调试分工计划、时间分配、填写工作计划单。实实 施施按照制定设备元器件检修工作步骤，设计的检修明细表、分工计划实施，做出实施记录。检查评价检查评价学生自评：任务完成后，学生相互检查判断，寻找不足，记录问题，再根据任务评分标准进行自评打分，训练学生评价能力与诚实、协同沟通能力。教师评价：根据协作精神、工作方法、分析结果、安全意识、任务实施过程考核、结果等给出学生该任务成绩。汇报总结汇报总结抽查两个小组汇报任务完成情况、总结出现的问题与解决办法。训练学生语言

4、组织、表达与成果展示能力。教师总结。教学环节1布置任务 教师下发任务工作单，并布置工作任务：教师下发任务工作单，并布置工作任务：完成74LS138、二十进制译码器74LS42、显示译码器及七段译码器CD4511译码器芯片认识与功能测试。教学环节2资 讯1、74LS138译码器的认识及功能测试2、二十进制译码器74LS42的认识及功能测试3、显示译码器的认识4、CD4511译码器芯片认识与功能测试1 74LS138译码器的认识及功能测试 知识引入 从计算机键盘上输入0-9十进制数，在屏幕上显示0-9，在其中经历了几个过程？键盘输入信号编码器：将键盘信号编制成计算机能识别的二进制代码0000-10

5、01译码器：将代码含义译成特定的输出信号译码带驱动驱 动器0123456789显示器1 74LS138译码器的认识及功能测试译码的概念与类型 译码译码是是编码编码的逆过程。的逆过程。 将表示特定意义信息的二进制将表示特定意义信息的二进制代码翻译出来。代码翻译出来。 实现译码功能的电路实现译码功能的电路 译码器译码器 二进制译码器二进制译码器 二二 - - 十进制译码器十进制译码器 数码显示译码器数码显示译码器 译码器译码器( (即即 Decoder)Decoder) 二进制二进制代码代码 与输入代与输入代码对应的码对应的特定信息特定信息 译译码码器器 1 74LS138译码器的认识及功能测试1

6、.2 二进制译码器 n n 位位二进制二进制代码代码 2 2n n 位位译码译码输出输出二进制二进制译码器译码器 译码输出译码输出100011010001001010000100Y3Y2Y1Y0A0A1译码输入译码输入译码输出高电平有效译码输出高电平有效译码输出译码输出011111101101110110111000Y3Y2Y1Y0A0A1译码输入译码输入0000译码输出低电平有效译码输出低电平有效1 74LS138译码器的认识及功能测试1.3 3 线线 8 线线译码器 CT74LS138 CT74LS138A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5

7、Y6Y7逻辑功能示意图逻辑功能示意图 3 3 位位二二进制码进制码输入端输入端8 8 个个译码输出端译码输出端低电平有效低电平有效。使能端使能端 STSTA A 高电平有效，高电平有效， STSTB B、STSTC C 低电平有效，低电平有效，即当即当 STSTA A = 1= 1， STSTB B = = STSTC C = 0 = 0 时译码时译码，否则禁，否则禁止译码。止译码。1 74LS138译码器的认识及功能测试011111111110110111111011011101111110101111011110010111110111110011111101101001111111011

8、00011111111000001111111110111111111Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2STB+STCSTA输出输出输入输入CT74LS138CT74LS138 真值表真值表允许译码器工作允许译码器工作禁止禁止译码译码 Y7 Y0 由输入二进制码由输入二进制码 A2、A1、A0 的取值决定。的取值决定。011111111111111111010101010101010100010000000000输出逻辑函数式输出逻辑函数式Y0=A2A1A0=m0Y1=A2A1A0=m1Y2=A2A1A0=m2Y3=A2A1A0=m3Y4=A2A1A0=m4Y5=A2A1A0=m5Y

9、6=A2A1A0=m6Y7=A2A1A0=m700001000Y0=A2A1A0=m0Y1=A2A1A0=m1二进制译码器能译出输入变量的全部取二进制译码器能译出输入变量的全部取值组合，故又称变量译码器，也称全译值组合，故又称变量译码器，也称全译码器。码器。其输出端能提供输入变量的全部其输出端能提供输入变量的全部最小项。最小项。 1 74LS138译码器的认识及功能测试1.4 74LS138译码器的功能测试由于由于二进制译码器的输出端能提供输入变量的全二进制译码器的输出端能提供输入变量的全部最小项，而任何组合逻辑函数都可以变换为最小项部最小项，而任何组合逻辑函数都可以变换为最小项之和之和的标准

10、式，因此的标准式，因此用二进制译码器和门电路可实现用二进制译码器和门电路可实现任何组合逻辑函数。任何组合逻辑函数。当译码器输出当译码器输出低电平有效时，多低电平有效时，多选用与非门；选用与非门；译码器输出译码器输出高电平有效时，多选用或门。高电平有效时，多选用或门。1 74LS138译码器的认识及功能测试由于有由于有 A、B、C 三个变量三个变量，故选用故选用 3 线线 - - 8 线线译码器。译码器。 解：解：(1) (1) 根据逻辑函数选择译码器根据逻辑函数选择译码器 例例 试用译码器和门电路实现逻辑函数试用译码器和门电路实现逻辑函数CCABCBAY 选用选用 3 3 线线 - 8 - 8

11、 线线译码器译码器 CT74LS138CT74LS138， 并令并令 A A2 2 = = A A，A A1 1 = = B B，A A0 0 = = C C。(2) (2) 将函数式变换为标准与将函数式变换为标准与 - - 或式或式76531mmmmm ABCCABCBABCACBA CCABCBAY (3)(3)根据译码器的输出有效电平确定需用的门电路根据译码器的输出有效电平确定需用的门电路1 74LS138译码器的认识及功能测试ABCYY1Y0Y3Y4Y2Y5Y6Y71STASTBSTCA0A1A2CT74LS138(4)(4)画连线图画连线图Y&CT74LS138 CT74LS

12、138 输出低电平有效输出低电平有效，iimY ，i = 0 7因此，将因此，将 Y Y 函数式变换为函数式变换为76531mmmmmY 7653YYYYY 1采用采用 5 5 输入输入与非门与非门，其输入取自，其输入取自 Y Y1 1、Y Y3 3、Y Y5 5、Y Y6 6 和和 Y Y7 7 。2 二-十进制译码器74LS42的认识及功能测试 将将 BCD BCD 码的十组代码译成码的十组代码译成 0-9 0-9 十个对应十个对应输出信号的电路，又称输出信号的电路，又称 4 4 线线 10 10 线线译码器。译码器。 8421BCD 8421BCD 码输入码输入端，从高位到低位依次为端，

13、从高位到低位依次为 A A3 3、A A2 2、A A1 1 和和 A A0 0 。 10 10 个译码输出端，个译码输出端，低电平低电平 0 0 有效。有效。4 4 线线-10 -10 线译码器线译码器CT74LS42CT74LS42逻辑示意图逻辑示意图Y1Y0Y3Y4Y2Y5Y6Y7Y8Y9A0A1A2CT74LS42A32 二-十进制译码器74LS42的认识及功能测试111111111111111111111111011111111111111011111111111100111111111111110111111111110101伪伪码码011111111110019101111111

14、100018110111111111107111011111101106111101111110105111110111100104111111011111003111111101101002111111110110001111111111000000Y9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2A3输输 出出输输 入入十进十进制数制数4 4 线线-10 -10 线译码器线译码器 CT74LS42 CT74LS42 真值表真值表000000100010010001111001101010001011000100000000001111111111111111111111111111111

15、11111111111111111111111111111111101111011001111010101伪伪码码013 显示译码器的认识YA0A1A2数码显示译码器数码显示译码器译译码码器器YYYYYY驱驱动动器器YYYYYYYA3a数码显示器数码显示器bcdefgbcdefgabcdefga0101a数码显示器数码显示器bcdefgYA0A1A2数码显示译码器数码显示译码器译译码码器器YYYYYY驱驱动动器器YYYYYYYA3bcdefgabcdefga输入输入 BCD BCD 码码输出驱动七段数码管显示相应数字输出驱动七段数码管显示相应数字00013 显示译码器的认识七段半导体数码显示器

16、(LED) 数字设备中用得较多的为七段数码显示器，又称数数字设备中用得较多的为七段数码显示器，又称数码管。常用的有半导体数码显示器码管。常用的有半导体数码显示器( (LED) )和液晶显示器和液晶显示器( (LCD) )等。它们由七段可发光的字段组合而成。等。它们由七段可发光的字段组合而成。 abcdefgDPag fCOMbce dCOMDPabcdefgDP发光字段，由管脚发光字段，由管脚 a a g g 电平电平控制是否发光。控制是否发光。小数点，需要时才点亮。小数点，需要时才点亮。显示的数字形式显示的数字形式 a a g g 和和 DP DP 为低电平时才为低电平时才能点亮相应发光段。

17、能点亮相应发光段。a a g g 和和 DP DP 为高电平为高电平时才能点亮相应发光段。时才能点亮相应发光段。3 显示译码器的认识主要优点：字形清晰、工作电压低、体积小、可靠主要优点：字形清晰、工作电压低、体积小、可靠 性高、响应速度快、寿命长和亮度高等。性高、响应速度快、寿命长和亮度高等。 主要缺点：工作电流大，每字段工作电流约主要缺点：工作电流大，每字段工作电流约 10 mA 。 共阳接法共阳接法 共阴接法共阴接法 半导体数码显示器内部接法半导体数码显示器内部接法COMCOMDP gfedcbaDP gfedcbaCOMCOMVCC+5 V串接限流电阻串接限流电阻共阳接法数码显示器需要配

18、用共阳接法数码显示器需要配用输出低电平有效的译码器。输出低电平有效的译码器。共阴接法数码显示器需要配用输出共阴接法数码显示器需要配用输出高电平有效的译码器。高电平有效的译码器。 RR共阳极共阳极共阴极共阴极教学环节3计 划1、根据任务书及工作任务，制定工作步骤；2、设计设备明细表，制定分工计划、时间分配；3、填写工作计划单。教学环节4实 施1、任务描述：任务描述： 完成74LS138译码器、 二-十进制译码器74LS42 、显示译码器以及 CD4511译码器芯片的功能测试 。 2、按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，做出实施过程出现的问题记录。做出实施过程出现的问题记录。教学环节5检查评价1、学生自评：、学生自评： 任务完成后，学生相互检查判断，记录实施过程