(Multisim数电仿真)计数、译码和显示电路精品资料

1、（Multisim数电仿真）计数、译码和显示电路实验3.11计数、译码和显示电路、实验目的：1 .掌握二进制加减计数器的工作原理。2 .熟悉中规模集成计数器及译码驱动器的逻辑功能和使用方法。、实验准备:1.计数：计数是一种最简单、最基本的逻辑运算，计数器的种类繁多，如按计数器中触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数器计数数字的增减分类，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。H由JK触发器组成的十进制异步加法计数器如图3.11.1所示图3.11.1时钟时钟允许复位输出状态LXXHXXTLJXXTx1LLHLLLL/、变不变计数器复位(Qo=H,Q-Q9=L)进到下一级不

2、变不变进到下一级目前，各种类型的计数器已有专门的集成电路，例如CD4017,它是一片十进制计数/分频器，该器件具有10个译码输出端，每个译码输出通常处于低电平，且在时钟脉冲由低到高的转换过程中依次进入高电平，每个输出在高电平维持10个时钟周期中的1个时钟周期，输出10进入低电平后，进位输出由低转到高，并能与时钟允许端连成N级。表3.11.1为其功能表,图3.11.2是其管脚排列图。表3.11.1:Q5-11514131211109Q1一Q0彳Q24DQ6CQ7一Q3234567Vss-8一VDD一CLR一CLKCECOUTQ9一Q4一Q8图3.11.2另外一种可预计的十进制加减可逆计数器CD4

3、510,用途也非常广，其引脚排列如图3.11.3所示，其中，Pe为预计计数使能端,C.为进位输入端，PlP4为预计的输入端，Cout为进位输出端，U/D为加减控制端，R为复位端，CD4510输入、输出间的逻辑功能如表3.11.2所示。1一PeVddQi165CnQ2119一RQ3-1410U/DQ4215一cpCout174R12一313P331P4Vss168CinU/DPeR工作状态1X00停止计数0100加法计数0000减法计数XX10XXX1复位表3.112图3.11.3162.译码与显示：十进制计数器的输出经译码后驱动数码管，可以显示09十个数字，CD4511是BCD7段译码驱动集成

4、电路，具引脚排列如图3.11.4所示。LT为试灯输入，BI为消隐输入，LE为锁定允许输入，A、B、C、D为BCD码输入，ag为七段译码。7126345ABCDLTBILEVddVssabcdefg13121110915148CD4511的逻辑功能如表3.11.3所示。LED数码管是常用的数字显示器，分共阴和共阳两种，BS112201是共阴的磷化钱数码管，其外形和内部结构如图3.11.5所示。图3.11.4gfcomabcomedcomch图3.11.5表3.11.3:输入输出LEBILTDCBAabcdefg显示XX0XXXX111111181X01XXXX0000000消隐011000011

5、1111000010I1011000I0100101101101200I111111001301000110011401I011011011501100011111601111110000710001111111810011110011901110100000000消隐1011110011101111011J11、计算机仿真实验内容:1.计数10的电路:(1) .单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条CMOS”按钮，从弹出的对话框Family”栏中选CMOS_10V”，冉在Component”栏中选取4093BD和4017BD各一只，如图3.11.6所示，将它们放置在

6、电子平台上叵QDitaba.se：Cmponent：SynfcolGmQKMultis.imiMasiqonEILlW-Gronp：4076BT10V加什皿二1口¥4077EF10V4077Br_10¥43能DW007BEF_10¥4O76BT_1Q¥4081EE_10¥IO¥WIBT10V例能即JOVq晓BF口V403EET1DV40a5ED-10V4035EPZ10V409SET10V4086BC_10¥40S6EF10V4086BT-101/AL一匚Loe也JEcmos替74HC_2V詈CMOSUV管74HC_4YCM

7、OSJSV芦74HE_67V小Rion：fa-_:：；ID-Search.Print.ModelH«ipQUAD2-INTUTNANTSCHMITTTJilSGERMedelMairafrMD:M阿4CI93EFW4093BTJQV4502ELJ0V45QEEF_1Q¥453T10V45gBe口QTJ'Qtprint图3.11.6(2) .单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条Source'按钮，从弹出的对话框Family”栏中选POWER_SOURCES',再在Component”栏中选取VDD”和地线，将它们调出放置在电

8、子平台上。(3) .双击VDD”图标，将弹出如图3.11.7所示对话框，将,Voltage”栏改成1'0"V,再点击下方“确定”按钮退出。DiEitFotct谕定。捎I工皿帮助I图3.11.7(4).单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧真实元件工具条“DIODE”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选LED"，冉在Component”栏中选取LED_red”红色发光二极管共10只,如图3.11.8所示。将它们调出放置SelectaCo>ponentDatabase：MultisimMastermil产：V|u(jDi5_minrAL阱DIODI#

9、7ENE1MM<IRIAC小VARACTORComponent：SymbolHUN)叵区|Model在电子平台上；其它元件调法不再赘述，将所有元件调齐并连成仿真电路如图3.11.9所示。UDD-U1LBD1, ，OP - -PC - :S，IQkOlna 5769OOQ , LEDS*05-£皿 -.|1：口卜口出£ ,必；LED6 LED7；LEDS*叉 LED9日0打 LED 10图3.11.8图3.11.9(5).先将J1置低电平，再打开仿真开关，然后再将J1置高电平，观察发光二极管发光情况，并能解释电路工作原理。2. 一位计数、译码和显示电路：(1) .单击电

10、子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条CMOS”按钮，从弹出的对话框Family”栏中选CMOS_5V”，再在Component”栏中选取4510BD和4511BD各一只，如图3.11.10所示，将它们放置在电子平台上。图3.11.10(2) .单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条Indicator”按钮，如图3.11.10所示，从弹出的对话框“Family”栏中选HEX_DISPLAY"，再在Component'栏中选取SEVEN_SEG_COM_K"，如图3.11.11所示，再点击对话框右上角“OK”按钮，将共阴数

11、码管调出放置在电子平台上。其它元件调法不再赘述。图3.11.10(3) .将所有元件调齐并连成仿真电路如图3.11.12所示图3.11.12(4) .打开仿真开关，将J1置低电平，J2置高电平，每次将J3从低电平改变成高电平，观察数码管变化情况；再将J2置低电平，重复上述实验，并能解释之。四、实验室操作实验内容：1 .计数10的电路：图3.11.13是用两片数字集成电路CD4093和CD4017组成计数10的电路，其中CD4093为含有施密特触发器的四2输入与非门。在THD-1型（或Dais-2B型）数电实验箱上按图3.11.13接好电路，开关Ki由低电平扳向高电平，观察计数电路输出端发光二极

12、管的变化情况，并解释之。VCC=5 VH k1-0L7"&IT 3CD4093R110KC 47uF J163214471015，61391511812klLED1Fl妻妻WED2Fl、jLED3K尸R25K1CD401'Fl，|LED52 LED67 LED7n算第jLED8Fl4LED9H聿裹kjLED1 0FlQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9图3.11.132 .验证译码和显示功能：在THD-1型（或Dais-2B型）数电实验箱左上方选一片CD4011和数码管电路，将其下方的D、C、B、A（或8、4、2、1）四个孔分别接到4个钮子开关上，根据表3.11.

13、3中，D、C、B、A的编码，逐行验证译码和数码管的显示情况，是否和理论上相符？3. 一位计数、译码和显示电路:(1) .参阅计数集成电路CD4510的管脚排列图3.11.3(或图3.11.15)和译码驱动集成电路CD4511的管脚排列图3.11.4(或图3.11.15)及共阴数码管脚排列图3.11.5,按图3.11.14接线，组成一位计数、译码及显示电路。Vcc=5VCD4511k1LT BIHk2oU/DJLcpQ1Q2Q3Q4A BCDI"|IJCOM100PECinLECD4510图3.11.14(2) .打开实验箱电源开关，先将CD4510的R端置1”(复位)，数码管应显示0

14、"，再忤端置0”。(3) .将CD4510的U/D端置1"，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连，每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化。(4) .将CD4510的U/D端置0"，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连，每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化，解释上述现象。*3.设计一个两位计数、译码和显示电路：(1) .利用THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验箱左上方的译码显示电路，即CD4511与数码管已经接好，只要求用两片CD4510设计好计数电路，画出完整电路图。(2) .根据设计好白电路图在THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验箱上接好实验电路。(3) .将CP端接实验台上连续脉冲(脉冲频率选1Hz)输出孔，实现自动加或减计数、译码和显示。五、实验报告要求：总结整理实验结果，解释计数、译码及显示过程。六、实验设备及材料：1 .仿真计算机及Multisim7软件。2 .THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验台。3