译码显示电路实验报告.docx

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译码显示电路实验报告

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）的颜色不同略有差别，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

此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用74LS48BCD码锁存／七段译码／驱动器。

驱动共阴极LED数码管。

图

（二）为74LS48引脚排列。

其中

A0、A1、A2、A3—BCD码输入端

a、b、c、d、e、f、g—译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。

—灯测试输入端，

＝“0”时，译码输出全为“1”

—灭零输入端，

＝“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。

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只保留引出了A0、A1、A2、A3四个引脚。

在实验箱左上角的P10、P11、P12、P13（P20、P21、P22、P23）代表第一

（二）块数码管的BCD码（即A0、A1、A2、A3端）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，比如计算机，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。

DIG4

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。

图（四）

3.四节拍发生器

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为移位寄存器。

它具有左移、右移，并行送数、保持及清除等五项功能。

其引脚图如图（六）所示。

其中

为清除端，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。

节拍发生器工作开始时，必须首先进行清零。

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

Cr

S1

S0

工作状态

0

1

1

1

1

X

0

0

1

1

X

0

1

0

1

置零

保持

右移

左移

并行送数

五、实验内容

1.使用74LS194,74LS73，74LS48，基础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。

2.使用74LS197，74LS138，74LS48，基础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。

3.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，基础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部分，第一部分是由四节拍发生器组成，第二部分则由两个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：

Q0

Q1

Q2

Q3

D

C

B

A

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

1

1

0

0

1

0

1

D=0

C=Q0Q2（

）

B=

A=1

第二个74LS48的真值表如下：

Q0

Q1

Q2

Q3

D

C

B

A

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

0

0

D=Q0Q1Q2

C=0

B=

A=

实验结果：

2.使用74LS197，74LS138，74LS48，基础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：

Q2

Q1

Q0

D

C

B

A

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

D=

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和基本逻辑门来实现，真值表分为两部分，分别是：

8421码转节拍信号，和节拍信号转数字信号

Q2

Q1

Q0

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

C1=

C2=

C3=

C4=

C5=

C6=

C7=

C8=

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

D

C

B

A

0

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

D=

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：

Q0Q1

Q0Q1

01（十位）

10（个位）

Q13

Q12

Q11

Q10

Q03

Q02

Q01

Q00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0