实验计数、译码和显示电路
一、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。
二、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
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，E P 为预计计数使能端，in C 为进位输入端，
1P ~4P 为预计的输入端，out C 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。
图3.11.5
三、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“V oltage”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
3.11.8
图3.11.9
(5). 先将1J 置低电平，再打开仿真开关，然后再将1J 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1J 置低电平，2J 置高电平，每次将3J 从低电平改变成高电平，观察数码管变化情况；再将2J 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1K 由
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、
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D
U/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D
U/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