组合逻辑功能器件应用

1、组合逻辑功能器件的应用一、实验目的 1、通过自拟实验方案、自选仪器设备，掌握中规模集成译码器、数据选择器等功能器件的测量方法及使用。2、熟悉数码管的使用。二、实验原理1、译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。以3线8线译码器74LS138为例进行分析，图4-2（b）为其逻辑符号。其中、为地址输入端，为译码输出端，、为使能端。表4-3为74LS138功能表。 图4

2、-2 38线译码器74LS138逻辑图及引脚排列表4-3 74LS138功能表输 入输 出+100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111101111010111111011101101111110110111111111100××××11111111×1×××11111111二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称多路分配器），如图4-3所示。若数据信息是时钟脉冲，

3、则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图4-4所示，实现的逻辑函数是 图4-3 数据分配器 图4-4 实现逻辑函数数码显示译码器七段发光二极管（LED）数码管 （c）符号及引脚功能 图4-6 LED数码管BCD码七段译码驱动器CC4511 BCD码锁存/七段译码/驱动器，驱动共阴极LED数码管。图4-7为CC4511引脚排列。图4-7 CC4511引脚排列其中：A、B、C、DBCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。测试输入端，=“0”时，译码输出全为“1”。消隐输入端，=“0”时，译码输出全为“0”。L

4、E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。表4-4为CC4511功能表。CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔端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”，数码管熄灭。表4-4 CC4511功能表输 入输 出LEDCBAabcdefg显示字形××0××××1111111×01××××0000000消隐0110000111111001100010110000011001

5、011011010110011111100101101000110011011010110110110110110001111101101111110000011100011111110111001111001101110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐01111110000000消隐111××××锁 存锁存2、数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。

6、数据选择器的功能类似一个单刀多掷开关，如图4-8所示，图中有四路数据D0D3，通过选择控制信号A1A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。数据选择器是逻辑设计中应用十分广泛的逻辑器件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。1）、八选一数据选择器74LS151 图4-9 74LS151引脚排列表4-4 74LS151功能表输 入输 出A2A1A0Q1×××010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D72）、双四选一数据选择器74LS153图4-10 74LS153引脚功能表4-5 74LS15

7、3功能表输 入输 出A1A0Q1××0000D0001D1010D2011D33、数据选择器的应用实现逻辑函数例1：用8选1数据选择器74LS151实现函数表4-6 函数F的真值表输 入输 出CBAF00000011010101111001101111011110 即：A2A1A0CBA, D0=D7=0 D1=D2=D3=D4=D5=D6=1图4-11 用8选1数据选择器实现例2：用8选1数据选择器74LS151实现函数表4-7 真值表BAF000011101110图4-12 8选1数据选择器实现的接线图例3：用4选1数据选择器74LS153实现函数表4-8 真值表输 入

8、输 出ABCF00000010010001111000101111011111表4-9 改进真值表输 入输 出选中数据端ABCF0000D00100100D1C111000D2C111101D3111图4-13 用4选1数据选择器实现 三、实验设备与器件1、数字电路实验箱；2、双踪示波器；3、数字万用表；4、74LS138、CC4511、共阴极数码管BS202、电阻510×7、74LS151、74LS153等四、实验内容1、译码器CC4511以及共阴极数码管的配合使用。（1）应用译码器的驱动功能测试数码管的好坏。（2）测试二进制数到十进制数的译码显示，把结果记录到表格中，观察数据拨码

9、开关的数据与数码管的显示是否一样，并举例说明它的工作过程（比如二进制数0111译码显示结果为7）。2、74LS138译码器逻辑功能测试根据74LS138的逻辑功能表（表4-3），自拟实验方案、实验线路、实验步骤逐项测试74LS138的逻辑功能，自拟表格进行数据记录。3、用74LS138构成时序脉冲分配器参照图4-3和实验原理说明，时钟脉冲CP频率约为10KHz，要求分配器输出端的信号与CP输入信号同相。画出分配器的实验电路，选择适当的仪器设备，观察和记录在地址端、分别取000111 8种不同状态时，端的输出，注意输出端与CP输入端之间的关系。4、测试数据选择器74LS153的逻辑功能根据74L

10、S153功能表及引脚排列，自拟实验方案测试74LS153的逻辑功能，并把测试结果记录于自拟表格中。5、用74LS153设计三输入多数表决电路（1）写出设计步骤。（2）根据选用的器件画出电路图，并安装调试。（3）写出实验步骤和测试方法。（4）分析实验结果，排除实验过程中出现的故障。6、用74LS153实现全加器（1）写出设计步骤。（2）根据选用的器件画出电路图，并安装调试。（3）写出实验步骤和测试方法。（4）分析实验结果，排除实验过程中出现的故障。五、实验预习要求1、阅读LED数码显示器件基本常识及使用注意事项。2、复习有关译码器、数据选择器的工作原理。3、对实验内容中各函数式进行预设计。4、画出各实验所需的实验线路及记录表格。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、用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能测试；总结实验收获、体会。2、对实验结果进行分析、讨论。七、思考题1、CC4511的拒伪码功能体现在哪里？2、怎样用万用表判断数码管的好坏？3、共阴极数码管和共阳极数