任務(wù)5-2數(shù)碼顯示電路的制作與調(diào)試教案

PAGE168PAGE168課 授課班

任務(wù)5.2 數(shù)碼顯示電路的制作與調(diào)試1、理解編碼器、譯碼器、顯示器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理；2、掌握組合邏輯電路的分析方法編碼器、譯碼器、顯示器的功能和正確使用；

新課課 型授課時數(shù)教學(xué)難點

編碼器、譯碼器的工作原理分析學(xué)情分析教學(xué)效果教后記新授課

A、復(fù)習(xí)各種進制之間的轉(zhuǎn)換

（提問）B、新授課

基礎(chǔ)知識

（結(jié)合演示講解）基本組合邏輯電路在實際生產(chǎn)和日常生活中所遇到的邏輯問題無窮無盡，解決這些問題相應(yīng)的數(shù)字電路也不可勝數(shù)，但若按電路邏輯功能分類，數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。組合邏輯電路在任一時刻的輸出僅取決于該時刻電路的輸入，而與電路過去的輸入狀態(tài)無關(guān)；時序邏輯電路在任一時刻的輸出不僅取決于該時刻電路的輸入，而且還取決于電路原來的狀態(tài)，或者說與電路過去的輸入及輸出也有關(guān)系。本任務(wù)涉及的是組合邏輯電路，時序邏輯電路將在后續(xù)任務(wù)中學(xué)習(xí)。組合邏輯電路應(yīng)用十分廣泛，常見的基本組合邏輯電路有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器和加法器等。㈠編碼器01兩個數(shù)碼，只能表達多位二進制數(shù)，并按照一定的規(guī)律進行編排。把若干個01按一定的規(guī)律編碼。0~700001001，……，70~7的固定含意。能完成上述編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。⒈二進制編碼器將所需信號編為二進制代碼的電路稱為二進制編碼器。一位二進制代碼可以表示兩個信號，兩位二進制代碼有00、01、10、11四種組合，因而可以表示四個信號。以此類推，用n位二進制代碼，則有2n2nN2nN。075-203位二進制編碼器示意圖，I~I8路輸入，分別070、、1 代表十進制數(shù)0~7的八個數(shù)字（或八個要區(qū)分的不同信號）；0、、1 8個輸入都只有一個有效（輯“，編碼器的邏輯功能是對8個輸入進行二進制編碼，由此可得其真5-13所示。圖5-20 3位二進制編碼器示意圖I7I7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y0000000001000100000010001200000100010300001000011400010000100500100000101601000000110710000000111

表5-13 3位二進制編碼器真值表輸 入 輸出4根據(jù)真值表可得出各輸出的邏輯表達式：Y24

+I+I+I5 6 7Y=I+I+I+I1 2 3 6 7Y=I+I+I+I0 1 3 5 7335-21所示。圖5-21 3位二進制編碼器邏輯圖二—十進制編碼器0～9—二—BCD（BinaryCodedDecimal）碼，它用一組四位二進制代碼表示一位十進制數(shù)。四位二進制代碼可以表示十六種不同的狀0~9十個十進制數(shù)碼，這樣，編碼的方8421BCD碼。按照其編碼方法，可得到8421BCD編碼器的真值表見表5-14。圖5-22為8421BCD編碼器邏輯圖。表5-14 8421BCD編碼器真值表十進制 輸數(shù)字Y3Y3Y2Y1Y00000000100100011010001010110011110001001

輸出（8421碼）0I1I2I3I4I5I6I7I8I9圖5-22 8421BCD編碼器邏輯優(yōu)先編碼器對上述編碼器，當(dāng)輸入端有兩個或兩個以上信號同時有效的情況下，輸出端就會產(chǎn)生錯誤的編碼。為了解決這一問題，可設(shè)計一種稱為優(yōu)先編碼器的邏輯電路，該電路可允許兩個或兩個以上輸入信號同時有效，但電路只對其中優(yōu)先級別高的信號進行編碼，而對其它優(yōu)先級別低的信號不予理睬。5-238線374LS148各引腳功能如下：圖5-23 8線3線優(yōu)先編碼器74LS148外引線排列㈡譯碼器譯碼是編碼的反過程，它是將代碼的組合譯成一個特定的輸出信號，實現(xiàn)譯碼功能的電路稱為譯碼器。對應(yīng)于編碼器，譯碼器也有二進制譯碼器和二—十進制譯碼器。此外，還有一類能將數(shù)字電路的運算結(jié)果用十進制數(shù)顯示出來的譯碼器，稱為顯示譯碼器。下面介紹二—十進制譯碼器和顯示譯碼器。⒈二—十進制譯碼器圖5-24 74LS42集成譯碼器48421BCD10個十進制數(shù)輸出信號的邏輯電路稱為二—5-2474LS42的邏輯電路圖和引腳4A0、A1、A2、A310個輸出端4線10功能（1010~1111時，全部輸出均為高電平。2.顯示譯碼器在數(shù)字控制系統(tǒng)中，經(jīng)常要將測量和運算的結(jié)果直接以十進制數(shù)字的形式顯示出來，這樣就必須將上述二—十進制譯碼器的輸出作為驅(qū)動十進制數(shù)（例如，點陣顯示和數(shù)字字段顯示兩種不同的方式對譯碼器的要求肯定是不同的。顯示譯碼器的工作原理框圖如圖5-25所示。無論何種顯示方式，譯碼器邏輯功能的設(shè)計方法（計方法）圖5-25 顯示譯碼器的工作原理框圖5-265-25(a)abcdefg七英文小寫字母代5-27所示。圖5-26 常見的數(shù)碼顯示器圖5-27 發(fā)光二極管的兩種連接方法BCD七段譯碼器/74LS248與七段半導(dǎo)體發(fā)光數(shù)碼管相BCD5-2874LS248BCD碼，半導(dǎo)體發(fā)光數(shù)碼管將顯示相應(yīng)的十進制數(shù)字。圖5-28 BCD七段譯碼顯示器驅(qū)動共陰極數(shù)碼管連接圖㈢組合邏輯電路的分析方法通過對上述常用基本組合邏輯電路的分析，總結(jié)組合邏輯電路的分析步驟如下：⒈根據(jù)給定的邏輯電路圖，寫出各輸出端的邏輯表達式。方法：由輸入端逐級往后推，求出每個門電路的輸出對應(yīng)于輸入的關(guān)系式，最后得出該邏輯電路的邏輯表達式，并進行必要的化簡。⒉根據(jù)邏輯表達式列出真值表。⒊分析真值表，確定邏輯電路的功能。工作步驟步驟一：電路的制作5-27的元器件。十進制數(shù)/功能項

RBI

輸 入D C A

BI/RBO

輸 出 數(shù)碼a b c d e f g 管010110000111×0001121×0010131×0011141×0100151×0101161×0110171×0111181×1000191×10011101×10101111×10111121×11001131×11011141×11101151×11111滅燈××××××0(入)滅零1000000燈測 ××××0×1⒉查閱有關(guān)手冊，畫出集成塊74LS248圖，掌握其引腳的功能。⒊在數(shù)字電路實驗箱上正確連接（或在單孔印制電路板上焊接）圖5-28電路。步驟二：電路的測量5V直流電源，進行測量。只要74LS248輸入端（A、、C、D）8421BCD碼數(shù)值，觀察數(shù)8421BCD碼數(shù)值相一致，并將結(jié)果記錄于表中。練習(xí)小結(jié)布置作業(yè)

習(xí)題一、二根據(jù)實際需要，通過設(shè)計，可由各種邏輯門電路構(gòu)成功能各異的數(shù)