實驗3.6+計數(shù)及顯示

1、實驗實驗3.6 計數(shù)與顯示計數(shù)與顯示一、實驗目的一、實驗目的 1.學習計數(shù)器、譯碼器和七段顯示器的使用方法。 用74LS16174LS161計數(shù)器、45114511譯碼器、BS311201BS311201顯示器各兩片和74LS0074LS00一片實現(xiàn)一個帶顯示的6060進制計數(shù)器。二、實驗任務二、實驗任務 2.掌握計數(shù)器、譯碼器和七段顯示器的綜合應用 。 3.掌握用示波器測試計數(shù)器輸出波形的方法 。 數(shù)字電路實驗箱(74LS16174LS161、45114511、BS311201BS311201、74LS0074LS00數(shù)字集成芯片、脈沖源 )、數(shù)字萬用表、示波器、導線。三、實驗設備三、實驗設

2、備四、實驗原理四、實驗原理74LS16174LS161引腳圖45114511引腳圖七段數(shù)碼管顯示筆段七段數(shù)碼管顯示筆段BS311201BS311201共陰極顯示器，COM COM 接地；BS311101BS311101共陽極顯示器，COM COM 接電源+5V+5V。輸入低位CC4511 BCD 碼七段譯碼器,驅(qū)動共陰數(shù)碼管BS311201集成片。當譯碼器輸入碼超過“1001”時，譯碼器的輸出為全為0，數(shù)碼管熄滅。譯碼輸出輸入高位74LS16174LS161邏輯符號輸出高位74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDETEPCo輸入輸出端說明CRCR： 異步清零端，低電平有效；LDLD：

3、 同步置數(shù)端，低電平有效；ETET、EPEP：使能端，高電平有效；CPCP：計數(shù)器時鐘；D D、C C、B B、A A：數(shù)據(jù)輸入端；Q QD D、Q QC C、Q QB B、Q QA A ：數(shù)據(jù)輸出端；CoCo：進位端。 輸輸 入入 輸輸 出出 CR LD ET EP CR LD ET EP CPCP D C B AD C B A Q QD D Q QC C Q QB B Q QA A 0 0 1 1 0 0 d c b a d c b a 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d c b a d c b a 加計數(shù)加計

4、數(shù) 保持保持 保持保持74LS16174LS161 功能表功能表低電平低電平有效有效74LS16174LS161 是一個可預置的4 4位二進制同步加法計數(shù)器，它的計數(shù)長度是1616。低電平上升沿有效計數(shù)器計數(shù)器譯碼器譯碼器顯示器顯示器 計數(shù)、譯碼、顯示電路框圖計數(shù)、譯碼、顯示電路框圖 進制=計數(shù)長度=脈沖的個數(shù)脈沖信號脈沖信號 用帶清“0 0”輸入端的中規(guī)模N N進制計數(shù)器，實現(xiàn)帶顯示的M M進制計數(shù)，計數(shù)長度M M(M MN N),新的計數(shù)器有效狀態(tài)是S S0 0S SM-1M-1。清“0”“0”和預置“0”“0”v同步置“0”(用LD置“0”，與CP上升沿有關),計數(shù)值M-1v異步清“0”

5、(用CR清“0”，與CP無關),計數(shù)值M，此時SM 為過渡過程。 74LS16174LS161計數(shù)器是1616進制的4 4位二進制加法器。要實現(xiàn)帶顯示的6060進制(顯示計數(shù)狀態(tài)是0 059)59),即個位、十位均要實現(xiàn)N N=16=16的計數(shù)，方法如下：實驗時，如出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象，可在計數(shù)器其中一個輸出端加入兩個“非”門，以解決芯片延遲效應。舉例舉例: :計數(shù)器用同步置“0 0”法實現(xiàn)九九進制狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為：000001000001001000110101011001111000S S8 8S S0 0“1”“1”“1”“1”74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDEPEPCo“0”

6、0”“1”“1”&計數(shù)值M-1=9 9-1=8(QDQCQBQA=1000)，即從QD端紅線引出。 當計數(shù)至8(8(QD=“1”)時，經(jīng)“與非”門輸出“0”到LD端,在下一個脈沖(第9個脈沖)的上升沿到達時將輸出置入0000狀態(tài)。有效狀態(tài)是S0S8。ETET舉例舉例: :計數(shù)器用異步清“0 0”法實現(xiàn)九九進制其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為：0000010010010001001000110101011001111000“1”“1”74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDEPEPCo&“1”“1”S S9 9異步清異步清零零計數(shù)值M=9 9 (QDQCQBQA=1001)，即從QDQA

7、端紅線引出。ETET 當?shù)?個脈沖的上升沿到達時，QDQCQBQA=1001，QDQA經(jīng)“與非”門輸出“0”到CR端，立即使輸出返回0000狀態(tài) (1001狀態(tài)僅瞬間出現(xiàn))。有效狀態(tài)是S0S8。CPQD QC QB QA 字型1000 10000 02001 03001 14010 00105101160011718100 0九九進制異步清“0 0”完整電路圖“1”“1”&74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDETETEPEPCoDQCQBQAQCRETETCoCC4511DCBABIBILTLTLELEa b c d e f g“1”“0”CC4511DCBABIBILT

8、LTLELEa b c d e f g“1”“0”123456780CP12DQ000000001000CQ000011110000BQ001100110001AQ100101010010九九進制時序圖74LS161DQCQBQAQDCBACRCPLDETETEPEPCo“1”“1”CC4511DCBABIBILTLTLELEa b c d e f g“1”“0”CC4511DCBABIBILTLTLELEa b c d e f g“1”“0”“1”&74LS161B“1”&異步異步清“0 0”實現(xiàn)六十六十進制實驗電路圖個位個位十位十位實驗箱內(nèi)部已連接好BDQCQBQAQDCA

9、CRCPLDETETEPEPCoDQCQBQAQDCACRCPLDETETEPEPCoBDQCQBQAQDCACRLDETETEPEPCoLD 2.根據(jù)給定芯片的管腳圖，將位、位各連接成進制電路圖,(注意:計數(shù)器的QDQA輸出端的高位QD接入譯碼器的輸入端高位 D),同時QDQA輸出端接入發(fā)光二極管，CP接入脈沖源的，觀察顯示器的字型變化過程，判斷芯片好壞。(如發(fā)光二極管亮燈情況正確，顯示器字型不正確，則判斷計數(shù)器是好的，而譯碼器接線故障，或譯碼顯示器芯片故障。) 1.用萬用表 擋、電阻擋或?qū)Ь€連接電源與輸出發(fā)光二極管等方法檢查導線導通情況，當萬用表發(fā)出蜂鳴聲、阻值示數(shù)約為 或發(fā)光二極管亮時

10、，均表示導線導通。五、實驗步驟五、實驗步驟十位狀態(tài)字型表CPQD QC QB QA 字型字型0123456789個位狀態(tài)字型表CPQD QC QB QA 字型字型0123456789 3. 將位、位按所設計的進制電路接線，CP接入脈沖源的，觀察顯示器的字型變化過程(059)，分別記錄在表格中。字型正確后將CP脈沖源改為，示波器兩兩觀察CP、位QDQA的波形。(要求CP脈沖個數(shù)不少于計數(shù)長度)。六、實驗報告要求六、實驗報告要求 2.分別完成個位、十位QDQA和字型的正確變化過程表格(CP接脈沖)。 1.用兩個不同方案畫出進制實驗電路，并寫出設計過程和操作步驟。 3. 記錄輸入CP與個位QDQA 的波形(CP接脈沖)。七、注意事項七、注意事項不可在接通電源的情況下插入或拔出芯片。4. .根據(jù)測試數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。完成思考題。每個芯片都需接入一對電源，按和地接入。為防止遺漏，可把它定為接線的第一步。注意源不要接反，否則會燒壞芯片。 注意一定要先查導線，再開始接線。注意箱