《數(shù)字電子技術(shù)項(xiàng)目教程》項(xiàng)目3 數(shù)字顯示器的制作

1、項(xiàng)目3 數(shù)字顯示器的制作3.1 項(xiàng)目描述n本項(xiàng)目制作的數(shù)字顯示器是由優(yōu)先編碼器74LS147、顯示譯碼器74LS48和LED數(shù)碼管等組成，項(xiàng)目相關(guān)知識點(diǎn)：編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器和數(shù)碼顯示器等。n項(xiàng)目要求項(xiàng)目要求n用編碼器、譯碼器和LED數(shù)碼管組成的數(shù)字顯示器，能夠?qū)崿F(xiàn)按鍵控制輸入，分別顯示09數(shù)字。3.2 項(xiàng)目資訊n3.2.1 3.2.1 編碼器編碼器n編碼是將字母、數(shù)字、符號等信息編成一組二進(jìn)制代碼。完成編碼工作的數(shù)字電路稱為編碼器。n1 1普通編碼器普通編碼器n普通編碼器的特點(diǎn)是不允許兩個或兩個以上的輸入同時要求編碼，即輸入要求是相互排斥的。 n2 2優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器n

2、若有兩個或兩個以上的輸入同時要求編碼時，應(yīng)采用優(yōu)先編碼器。能識別這些請求信號的優(yōu)先級別并進(jìn)行編碼的邏輯電路稱為優(yōu)先編碼器。 n1) 二-十進(jìn)制優(yōu)先編碼器CT74LS147n2) 8線-3線二進(jìn)制優(yōu)先編碼器CT74LS1483.2.2 譯碼器n譯碼是編碼的逆過程，其作用正好與編碼相反。它將輸入代碼轉(zhuǎn)換成特定的輸出信號，即將每個代碼的信息“翻譯”出來。在數(shù)字電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)譯碼功能的邏輯部件稱為譯碼器。n假設(shè)譯碼器有n個輸入信號和N個輸出信號，如果N2n，就稱其為全譯碼器。常見的全譯碼器有2線-4線譯碼器、3線-8線譯碼器、4線-16線譯碼器等。如果N2n。，稱其為部分譯碼器。1二進(jìn)制譯碼器n二進(jìn)

3、制譯碼器就是將電路輸入端的n位二進(jìn)制碼翻譯成N2n個輸出狀態(tài)的電路，它屬于全譯碼.n常用的集成3線-8線譯碼器CT74LS138 2二-十進(jìn)制譯碼器n二-十進(jìn)制譯碼器(也稱BCD碼譯碼器)的邏輯功能就是將輸入BCD的10個代碼譯成10個十進(jìn)制輸出信號。 nCT74LS42是一種典型的二-十進(jìn)制譯碼器 3數(shù)字顯示譯碼器n在數(shù)字電路中，數(shù)字量都是以一定的代碼形式出現(xiàn)的，所以這些數(shù)字量要先經(jīng)過譯碼，才能送到數(shù)字顯示器。這種能把數(shù)字量翻譯成數(shù)字顯示器所能識別的信號的譯碼器稱為數(shù)字顯示譯碼器。n1)七段數(shù)碼顯示器n按內(nèi)部連接方式不同，七段數(shù)碼顯示器分為共陰極和共陽極兩種， a)共陽極接法 b)共陰極接法

4、2)七段顯示譯碼器74LS47/48n74LS47與74LS48的主要區(qū)別是輸出有效電平不同，74LS47是輸出低電平有效，可驅(qū)動共陽極LED數(shù)碼管；74LS 48是輸出高電平有效，可驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管。 4譯碼器的應(yīng)用n1）用譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)n由于譯碼器輸出是輸入變量的全部或部分最小項(xiàng)，而任何一個邏輯函數(shù)都可以用最小項(xiàng)之和表達(dá)式來表示，因此，用變量譯碼器配以適當(dāng)?shù)拈T電路就可以實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)。 n2）譯碼器的擴(kuò)展n利用譯碼器的使能端可以方便地?cái)U(kuò)展譯碼器的容量。將兩片74LS138擴(kuò)展為4線-16線譯碼器的電路。3.2.3數(shù)據(jù)分配器n將一路輸入數(shù)據(jù)分配到多路數(shù)據(jù)輸出中的指定通道上的邏

5、輯電路稱為數(shù)據(jù)分配器。n四路數(shù)據(jù)分配器如圖所示，其中D為一路數(shù)據(jù)輸入，Y3Y0為四路數(shù)據(jù)輸出，A1、A0為地址選擇碼輸入。n數(shù)據(jù)分配器和譯碼器非常相似。將譯碼器進(jìn)行適當(dāng)連接，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配的功能。n1）將帶有使能端的譯碼器改為數(shù)據(jù)分配器n2）將沒有使能端的譯碼器改為數(shù)據(jù)分配器3.2.4 數(shù)據(jù)選擇器n14選1數(shù)據(jù)選擇器n圖為4選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯圖，圖中D3D0為數(shù)據(jù)輸入端，A1、A0為地址信號輸入端，Y為數(shù)據(jù)輸出端，為使能端，又稱選通端，輸入低電平有效。 n由圖和功能表可寫出輸出邏輯函數(shù)式n2 8選1數(shù)據(jù)選擇器STDAADAADAADAAY)(301201101001由表可寫出8選1數(shù)據(jù)選擇

6、器的輸出邏輯函數(shù)Y為STDAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAY)(701260125012401230122012101200123用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)n1）當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個數(shù)相同時，可直接用數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。n2）當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個數(shù)大于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個數(shù)時，不能用前述的簡單辦法。應(yīng)分離出多余的變量，把它們加到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)輸入端。3.3 技能訓(xùn)練 譯碼器和數(shù)碼顯示器邏輯功能測試n2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟n1）74LS138邏輯功能測試 n2）搭接顯示譯碼器n用7段譯碼驅(qū)動器74LS48和共陰極數(shù)碼管LC5011搭接可以顯

7、示09十個數(shù)字的譯碼器數(shù)字顯示器。n將譯碼驅(qū)動器74LS48和共陰極數(shù)碼管LC5011插入面包板中，按圖連接電路 3.4 項(xiàng)目實(shí)施n3.4.13.4.1項(xiàng)目分析n1數(shù)碼顯示器的參考電路圖n數(shù)碼顯示器的參考電路如圖n2.2.電路分析電路分析n數(shù)碼顯示器由編碼電路、反相電路和譯碼顯示電路三部分組成。n1）編碼器由74LS147、電路邏輯電平開關(guān)S1S9、限流電阻組成。74LS147為二-十進(jìn)制優(yōu)先編碼器，的優(yōu)先級最高，其余依次類推。n2）反相電路使用集成芯片74LS04，其作用是將優(yōu)先編碼器74LS147輸出的8421BCD反碼轉(zhuǎn)換為原碼形式的8421BCD碼。n3）譯碼顯示電路由譯碼驅(qū)動器74L

8、S48、限流電阻以及共陰極數(shù)碼管組成。作用是將編碼器輸出的8421BCD以數(shù)字的形式顯示。3.4.2 項(xiàng)目制作n1.元器件檢測n1）LED數(shù)碼管的檢測n用3V電池負(fù)極引出線固定接LED數(shù)碼管的公共陰極上，正極引出線依次移動接觸筆畫的正極。n2）優(yōu)先編碼器74LS147的檢測n用邏輯電平測試優(yōu)先編碼器74LS147，將所有的輸入端接邏輯電平開關(guān)，輸出端接LED顯示器，按邏輯功能表接入相應(yīng)的輸入信號，驗(yàn)證其功能是否正確。n3）反相器的檢測n檢測方法將輸入端接邏輯電平開關(guān)，測試輸出端邏輯電平值是否與輸入端符合反相關(guān)系。n 2電路安裝n1）將檢測合格的元器件按照電路連接安裝在面包板上。n2）插接集成電路時，使之與底板上插孔對應(yīng)，再稍用力將其插緊。n3）導(dǎo)線應(yīng)粗細(xì)適當(dāng)，一般選取直徑為0.60.8mm的單股導(dǎo)線，最好用不同色線以區(qū)分不同用途。n4）布線應(yīng)有次序地進(jìn)行。其次，按信號源的順序從輸入到輸出依次布線。n5）連線應(yīng)避免過長，避免從集成元件上方跨越，避免多次的重疊交錯。n6）電路布線應(yīng)整齊、美觀、牢固。水平導(dǎo)線應(yīng)盡量緊貼底板。n7)安裝過程要細(xì)心，防止導(dǎo)線絕緣層被損傷。n8）電路安裝完后，要仔細(xì)檢查電路連接，確認(rèn)無誤后再接入電源。3電路調(diào)試 當(dāng)按下邏輯開關(guān)S1S9