计数译码和显示电路.docx
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计数译码和显示电路
实验计数、译码和显示电路
、实验目的：
1.掌握二进制加减计数器的工作原理。
2.熟悉中规模集成计数器及译码驱动器的逻辑功能和使用方法。
、实验准备：
1.计数：
计数是一种最简单、最基本的逻辑运算，计数器的种类繁多，如按计数器中触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数器计数数字的增减分类，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。
由JK触发器组成的十进制异步加法计数器如图3.11.1所示。
L
图3.11.1目前，各种类型的计数器已有专门的集成电路，例如CD4017，它是一片十进制计数/分频器，该器件具有10个译码输出端，每个译码输出通常处于低电平，且在时钟脉冲由低到高的转换过程中依次进入高电平，每个输出在高电平维持
10个时钟周期中的1个时钟周期，输出10进入低电平后，进位输出由低转到高，并能与时钟允许端连成N级。
表3.11.1为其功能表，图是其管脚排列图。
表3.11.1：
时钟时钟允许复位
输出状态
L×L×HL××H
↑LL
↓×L
×↑L×↓L
不变
不变
计数器复位（Q0=H，Q1~Q9=L）
进到下一级
不变
不变
进到下一级
Q51
Q12
7104D
026
QQQ
Q76
Q37
Vss8
16
15
14
13
12
11
10
9
VDD
CLR
CLK
CE
COUT
Q9
Q4
Q8
图3.11.2
另外一种可预计的十进制加减可逆计数器
CD4510，用途也非常广，其引脚排列如图3.11.3所示，其中，PE为预计计数使能端，Cin为进位输入端，
P1~P4为预计的输入端，Cout为进位输出端，U/D为加减控制端，R为复位端，CD4510输入、输出间的逻辑功能如表所示。
表3.11.2：
2.译码与显示：
十进制计数器的输出经译码后驱动数码管，可以显示0~9十个数字，CD4511是BCD~7段译码驱动集成电路，其引脚排列如图3.11.4所示。
LT为试灯输入，BI为消隐输入，LE为锁定允许输入，A、B、C、D为BCD码输入，a~g为七段译码。
CD4511的逻辑功能如表所示。
LED数码管是常用的数字显示器，分共阴和共阳两种，BS112201是共阴的磷化镓数码管，其外形和内部结构如图3.11.5所示。
fe
bc
com
edcomch
图3.11.5
表3.11.3：
输入
输出
LE
BI
LT
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
显示
×
×
0
×
×
×
×
1
1
1
1
1
1
1
8
×
0
1
×
×
×
×
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
2
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
3
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
4
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
5
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
6
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
7
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
8
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
9
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
、计算机仿真实验内容：
1.计数10的电路：
（1）.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条
“CMOS”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“CMOS_10V”，再在
“Component”栏中选取4093BD和4017BD各一只，如图3.11.6所示，将它们放置在电子平台上。
图3.11.6
（2）.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Source”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“POWER_SOURCES”，再在“Component”栏中选取“VDD”和地线，将它们调出放置在电子平台上。
（3）.双击“VDD”图标，将弹出如图3.11.7所示对话框，将“Voltage”栏改成“10”V，再点击下方“确定”按钮退出。
图3.11.7
（4）
.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧真实元件工具条“DIODE”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“LED”，再在“Component”栏中选取“LED_red”红色发光二极管共10只，如图3.11.8所示。
将它们调出放置在电子平台上；其它元件调法不再赘述，将所有元件调齐并连成仿真电路如图所示。
图3.11.9
（5）.先将J1置低电平，再打开仿真开关，然后再将J1置高电平，观察发光二极管发光情况，并能解释电路工作原理
2.一位计数、译码和显示电路：
（1）.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“CMOS”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“CMOS_5V”，再在“Component”栏中选取4510BD和4511BD各一只，如图3.11.10所示，将它们放置在电子平台上。
图3.11.10
（2）.单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Indicator”按钮，如图3.11.10所示，从弹出的对话框“Family”栏中选“HEX_DISPLAY”，再在“Component”栏中选取“SEVEN_SEG_COM_K”，如图所示，再点击对话框右上角“OK”按钮，将共阴数码管调出放置在电子平台上。
其它元件调法不再赘述。
图3.11.10
图3.11.11
（3）.将所有元件调齐并连成仿真电路如图3.11.12所示
图3.11.12
（4）.打开仿真开关，将J1置低电平，J2置高电平，每次将J3从低电平改变成高电平，观察数码管变化情况；再将J2置低电平，重复上述实验，并能解释之。
四、实验室操作实验内容：
1.计数10的电路：
图3.11.13是用两片数字集成电路CD4093和CD4017组成计数10的电路，其中CD4093为含有施密特触发器的四2输入与非门。
在THD-1型（或Dais-2B型）数电实验箱上按图3.11.13接好电路，开关K1由
低电平扳向高电平，观察计数电路输出端发光二极管的变化情况，并解释之
图3.11.13
2.验证译码和显示功能：
在THD-1型（或Dais-2B型）数电实验箱左上方选一片CD4011和数码管电路，将其下方的D、C、B、A（或8、4、2、1）四个孔分别接到4个钮子开关上，根据表3.11.3中，D、C、B、A的编码，逐行验证译码和数码管的显示情况，是否和理论上相符
3．一位计数、译码和显示电路：
（1）.参阅计数集成电路CD4510的管脚排列图3.11.3（或图和译码驱动集成电路CD4511的管脚排列图或图及共阴数码管脚排列图，按图接线，组成一位计数、译码及显示电路。
COM
R
100
图3.11.14
（2）.打开实验箱电源开关，先将CD4510的R端置“1”（复位），数码管应显示“0”，再将R端置“0”。
（3）.将CD4510的U/D端置“1”，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连，每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化。
（4）.将CD4510的U/D端置“0”，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连，每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化，解释上述现象。
*3.设计一个两位计数、译码和显示电路：
（1）.利用THD-1型（或Dais-2B型）数字电路实验箱左上方的译码显示电路，即CD4511与数码管已经接好，只要求用两片CD4510设计好计数电路，画出完整电路图。
（2）.根据设计好的电路图在THD-1型（或Dais-2B型）数字电路实验箱上接好实验电路。
（3）.将CP端接实验台上连续脉冲（脉冲频率选1Hz）输出孔，实现自动加或减计数、译码和显示。
五、实验报告要求：
总结整理实验结果，解释计数、译码及显示过程
六、实验设备及材料：
1.仿真计算机及Multisim7软件。
2.THD-1型（或Dais-2B型）数字电路实验台。
3.MF-10型万用表。
4.电子元件：
集成电路：
CD4017一片、CD4093一片、CD4510两片、
CD4511一片；共阴7段数码管1个；
100欧姆、、10k电阻各一个；
47uF电容一个。
5.
附：
集成电路管脚图
图3.11.15
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