2016年译码显示电路实验报告

...wd......wd......wd...实验四译码显示电路一、实验目的1.掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2.熟悉数码管的使用二、实验仪器及器件1.器件：74LS48,74LS194,74LS73，74LS00，74LS197,74LS153,74LS138,CLOCK,MPX4-CC-BULE,MPX8-CC-BULE,及相关逻辑门三、实验预习1.复习有关译码显示原理。2.根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。四、实验原理1.数码显示译码器〔1〕七段发光二极管(LED)数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器，图〔一〕(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。〔注：实验室实验箱上数码管为共阴四位数码管〕一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管〔0.5寸和0.36寸〕每段发光二极管的正向压降，随显示光〔通常为红、绿、黄、橙色〕的颜色不同略有差异，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。(a)共阴连接〔“1〞电平驱动〕(b)共阳连接〔“0〞电平驱动〕(c)符号及引脚功能图〔一〕LED数码管〔2〕BCD码七段译码驱动器管。图〔二〕为引脚排列。其中BCD码输入端码输出端，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〞入端，＝“0〞时，不显示多余的零。图〔二〕74LS48引脚排列作为输入使用时，灭灯输入控制端；作为输出端使用时，灭零输出端。图〔二〕74LS48引脚排列注：在实验箱上使用了两个4位数码管，对应已经连接好74LS48，如图〔四〕，实验时无需再连线，74LS48只保存引出了P10、P11、P12、P13〔P20、P21、P22、P23〕代表第一〔二〕块数码管的BCD码〔即〕输入，DIG1~DIG8分别代表8位数码管的位选端。2.扫描式显示对多位数字显示采用扫描式显示可以节电，这一点在某些场合很重要。对于某些系统输出的的数据，应用扫描式译码显示，可使电路大为简化。利用数码管的余辉效应和人眼的视觉暂留效应，虽然在某一时刻只有一个数码管在显示，但人眼看到的是多个数码管“同时〞被点亮的效果。有些系统，比方计算机，某些A/D转换器，是以这样的形式输出数据的：由选通信号控制多路开关，先后送出〔由高位到低位或由低位到高位〕一位十进制的BCD码,如图〔三〕所示。图中的Ds称为选通信号，并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据，当Ds1低电平送出千位数，Ds2低电平送出百位数，……一般Ds的低电平相邻之间有一定的间隔，选通信号可用节拍发生器产生。DIG3DIG4DIG2DIG1如图〔四〕所示，为这种系统的译码扫描显示的原理图。图中各片LED〔共阴〕的发光段并连接至译码器的相应端，把数据输入的相应端与系统输出端相连，把各位选通端反向后接相应LED的公共端。DIG3DIG4DIG2DIG1图〔四〕Ya图〔四〕YaYbYcYdYeYfYg74LS48A3A2A1A0abcdefgP10P13P12P113.四节拍发生器扫描显示要求数码管按先后顺序显示。这就要求如图〔三〕所示的选通信号。通常该类型的信号称为节拍信号。如果使用的数码管是共阳极型，则选通信号是图〔三〕信号的反相，共阴极则与图〔三〕信号一致。如图〔五〕所示就是这种节拍信号发生器。图中74LS194为移位存放器。它具有左移、右移，并行送数、保持及去除等五项功能。其引脚图如图〔六〕所示。其中为去除端，CP为时钟输入端，S0、S1为状态控制端，DSR为右移数据串行输入端，DSL为左移数据输入端，D0、D1、D2、D3位并行数据输入端，QA、QB、QC、QD为数据输出端。其功能表如表〔二〕所示。 节拍发生器工作开场时，必须首先进展清零。当Cr负脉冲过后QA、QB、QC、QD全为零。JK触发器=1，因而S1=S0=1，实现并行送数。当第一个脉冲的上升沿到达后，置入0111，CP下降沿到达后=0，即S1=0，S0=1，实现右移功能。在CP作用下输出依次为1011，1101，1110，第四个CP下降沿到达后又使Q=1，实现第二个循环。表〔二〕74LS194功能表表〔二〕74LS194功能表CrS1S0工作状态01111X0011X0101置零保持右移左移并行送数五、实验内容1.使用74LS194,74LS73，74LS48，根基逻辑门和两个四联装的共阴极数码管实现本人学号的显示。使用74LS197，74LS138，74LS48，根基逻辑门和一个八联装的共阴极数码管，实现本人学号的显示。使用其它设计方法，实现本人学号的显示4.使用2*74LS197串联，产生两位十进制00-59的计数，计数脉冲为1HZ;设计电路，在两联装的共阴极数码管，显示出00-59的秒钟计数。六，实验设计及结果1.使用74LS194,74LS73，74LS48，根基逻辑门和两个四联装的共阴极数码管实现本人学号的显示。本次实验大体可以分为两局部，第一局部是由四节拍发生器组成，第二局部则由两个74LS48和两个MPX4-CC-BULE组成，重点在于如何将四位的节拍发生器信号，转化为对应的数字信号第一个74LS48的真值表如下：Q0Q1Q2Q3DCBA01110001101101011101001111100101D=0C=Q0Q2()B=A=1第二个74LS48的真值表如下：Q0Q1Q2Q3DCBA01110010101100111101000111101000D=Q0Q1Q2C=0B=A=实验结果：2.使用74LS197，74LS138，74LS48，根基逻辑门和一个八联装的共阴极数码管，实现本人学号的显示。由于74LS138可以产生八个类似图三的信号所以我们不需要节拍发生器，只需要把74LS138产生的最小项做与非处理，生成数字信号即可，真值表如下：Q2Q1Q0DCBA00000010010101010001101101011000010101001111000011111000D= 实验结果：3.使用其它设计方法，实现本人学号的显示在实验一二中分别用节拍发生器和74LS138实现了图三的信号因此在这一个实验中，我决定采用74LS197和根本逻辑门来实现，真值表分为两局部，分别是：8421码转节拍信号，和节拍信号转数字信号Q2Q1Q0C1C2C3C4C5C6C7C80000111111100110111111010110111110111110111110011110111101111110111101111110111111111110C1=C2=C3=C4=C5=C6=C7=C8=C1C2C3C4C5C6C7C8DCBA011111110001101111110101110111110011111011110101111101110010111110110011111111010001111111101000D=C=B=A=C5C8实验结果：5.使用2*74LS197串联，产生两位十进制00-59的计数，计数脉冲为1HZ;设计电路，在两联装的共阴极数码管，显示出00-59的秒钟计数。因为要产生00-59个数，很明显一个197最多只能输出十六个数，故需要两个197级联，其中一个代表个位另一个产生十位，分别用与非门控制输出为0-9，和0-5同时因为只有两位数，只需要MPX2-CC-BLUE即可，因此节拍发生器只需二节拍即可，即Q1通过反向器接74LS73的K端现在我门再来看真值表：Q0Q1Q0Q101〔十位〕10〔个位〕Q13Q12Q11Q10Q03Q02Q01Q00000000000000000100000010000000110000010000000101000001100000011100001000000010010001000000010001000100100001001100010100000101010001011000010111000110000001100100100000001000010010001000100011001001000010010100100110001001110010100000101001001100000011000100110010001100110011010000110101001101100011011100111000001110010100000001000001010000100100001101000100010001010100011001000111010010000100100101010000010100010101001001010011010101000101010101010110010101110101100001011001可以看到，当个位满十的时候十位才进一，而当Q0Q1为01的时候显示为十位Q0Q1为10时显示为个位，故需要两个151根据Q0Q1的不同选择戈薇和十位。实验结果：七，实验心得在做第一个实验时，由于没有看清楚题目，我试图用194级联产生一个八位的节拍发生器，后来直到看到用四联装的晶体管时才放弃了原来的想法。在前三个试验中没有什么难点，只要熟悉了194，138，197的各种元器件，对着资料文