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胡俊杰 2005.3,数字电路实验,实验二 编码、译码、显示电路,实验二编码、译码、显示电路,实验目的 学习实验中各种故障的检测、排除。 学习编码器原理及使用。 熟悉七段译码器的逻辑功能和使用。 掌握七段显示器的使用方法。 熟悉组合电路的应用。 学习复杂电路分步接线、测试、排故、验证。,实验二编码、译码、显示电路,实验内容 测试译码显示电路。(4个开关输入编码,1个数码管输出) 测试8输入优先编码器。(8个开关输入,1个数码管输出) 设计10输入优先编码器。 (10个开关输入,1个数码管输出) 设计16输入优先编码器。选做(16个开关输入,2个数码管输出),低位编码,转为原码,高位编码,4位二进制转为两位十进制,显示译码,数码管,数码管,显示译码,如输入开关小于等于10个,可直达。,8个开关,8个开关,实验二 编码、译码、显示电路,1. 复习基本组合电路、编码器、译玛器、显示器及加法器的基本原理。 2. 熟悉实验中用到的集成块的工作原理和使用方法。 3. 按实验内容的要求绘出各个原理图。 4. 共阳极与共阴极七段显示发光管有何区别,在使用上如何处理? 5. 将共阳极七段显示发光管LED改为共阴极七段显示发光管LED,对电路如何处理? 6. 在第4题中如果十位数字为0时,要求数码管无显示,如何实现。 7. 如只显示输入编码号大于5的开关号,又需要增加什么电路? 由多个功能相对独立的电路组成一个复杂电路时,如何逐步接线并验证,如果遇到问题,如何将出问题的范围缩小或分离,以方便排除故障。,预习要求与思考题,实验二编码、译码、显示电路,实验原理 编码器是将具有某种特定含义信号的译成二进制代码的电路,根据需要编码器的种类很多,实验中我们选用广泛使用的集成8-3优先编码器74LS148。共有9个输入引脚,一个使能端和8个编码输入,均为低电平有效,即输入0表示有数入,07输入的优先级由低到高,优先级高的输入有效时,优先级输入不起作用。输出为反码,如原码输出是“000”,实际输出是“111”。CS是工作状态标志,当有1路输入有效(输入0)时CS=0。 实验中可以理解为对多个电平开关,对其所在位置进行二进制编码 。,实验原理,实验二编码、译码、显示电路,可以将多片编码器扩展成更多二进制码,通过高位使能输出去控制低位编码器的使能输入,实现芯片之间的优先级,当高位有信号输入有效时Eo=1,使低位片的输入无效,而高位片无输入时Eo=0,低位片的输入有效,再将输出作相应处理,如下图所示。,控制优先级,实验原理,实验二编码、译码、显示电路,实验中使用74LS283全加器,它将2进制数A0A1A2A3和B0B1B2B3相加,和由S0S1S2S3输出,A3、B3、C3是高位,C1为进位输入,Co为进位输出。引脚图见下图。,A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 + C-1 Co C3 C2 C1 C0,实验原理,实验二 编码、译码、显示电路,数码显示器采用八段发光二极管显示器,它可直接显示出译码器输出的十进制数字形。七段发光显示器有共阴接法和共阳接法两种:共阴接法就是把发光二极管的阴极都接在一个公共点 (接地),其引脚排列和内部原理如下图(a)所示, 配套的译码器为CD4511,74LS48等;共阳公共点接法相反,它是把发光二极管的阳极接在一起(Vcc),配套的译码器为74LS46,74LS47等,其引脚排列和内部原理如下图 (b) 所示。,实验原理,实验二 编码、译码、显示电路,实验中选用的CD4511是一个BCD码七段译码器,并兼有驱动功能,内部没有限流电阻,与数码管相连接时,需要在每段输出接上限流电阻,引脚排列见下图,实验箱中的显示器,实验二 编码、译码、显示电路,内部已接好CD4511驱动,内部已接好限流电阻 公共端已接好Vcc或地,数码管的a、b、c、d、e、f、g七段连到公共输入端,并内接驱动。每个数码管的共阳端,单独有控制输入,内部已接好驱动。此接线主要用于扫描。,测试译码显示电路,按右图接线,控制端和数据输入接电平开关。 LE0, 1 , 1时在输入数据00001001,观测数码管显示的字型。如输入数据超出范围,会有什么现象? 分别测试三个控制端的作用,一次只让一个控制端的输入有效。如何才能体现译码器的锁定功能。 接线步骤: 数码管各段输入直接接电平开关,测试数码管。 数码管的输入端改接CD4511输出,在正常显示条件下输入数据。 测试控制引脚。 验证思考题答案。,实验二 编码、译码、显示电路,实验内容,实验箱内部已接好,思考:如果CD4511输入是3位或更少,多余引脚如何处理。 注意:接线改动时,原来临时接线必须拆除,如数码管的输 入端改为接CD4511输出脚时,原来与电平开关的接线必须拆除。,实验二 编码、译码、显示电路,实验内容,测试优先编码器:输入的8个开关通过74LS148优先编码器编码成二进制码,经过非门转化成原码,经过显示译码,由数码管显示。,接地,原接开关的线拆除后,改接74148输出,74148输出加非门后转为原码,利用Eo的变化使没有开关有效时,数码管消隐。,实验二 编码、译码、显示电路,实验内容,第2题的输入开关改为10个,需要两片74LS148构成164编码器,但显示仍只需1个,设计电路图,通过实验验证。 提示:比较第3小题和第2小题,可以发现是在第2小题的接线基础上增加一个芯片,并对第2小题的接线作小改动,利用CS和CD4511的消隐功能,在无开关拨下时,不显示。,改为与非门,8个开关输入和10个开关输入作改动,控制优先级,加非门,实验二 编码、译码、显示电路,实验内容,将第2题的输入开关改为16,需要两片74LS148构成164编码器,同时显示输出需要两位,用十进制数显示。输入开关编号小于10时,个位显示数字与编码输出一致,十位显示0;当你拨下大于9的开关后,编码器输出转化为十进制后,低位7段显示器显示个位数字,十位显示1。若同时拨下几个按键,优先级别的顺序是15到0。设计电路图,通过实验验证。 提示:编码器的输出大于9时,需要将4位2进制数,转换为2位10进制数,显示的十位数为1(实验中用一个发光二极管),而个位数的值为编码器的输出值加6。Y=A3A2A3A11 时 A3A2A1A0的值大于9。,4位全加器,9 输出0 输出6,进位,显示值9时4位二进制转2位十进制,个位显示译码,十位显示译码,输入4位2进制数,Y,A,B,S,实验二 编码、译码、显示电路,实验报告 实验目的。 实验步骤,画出实验电路图,简述原理。 用自己的体会描述实验结果,说明如何体现输入优先级。 分析对复杂电路图如何逐步接线验证,遇到问题如何查找和排除。,发生故障的原因和检测,电源未开、电源坏 开关坏 导线断(每段都有可能) 实验箱内部线路断路或开路,集成块坏 电平指示坏 导线接线错误,检查方法: 电源、开关、电平指示 集成块的电源(包括+5V、地) 从输入引脚处开始测量,是否正确。 如输入正确,输出是否正确。,如输出不正确,集成块坏可能性大。 测量输出时,需将原来接到输出的导线拔掉,以区分是输出故障还是负载故障。 测量地线故障时,需关闭电源,用万用表测量。 如导线一端是高电平,另一端不是,则导线断。,
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