实验二译码器及数码管驱动芯片应用
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学生实验报告
系别电子工程系课程名称电子技术实验
班级09电子科学与技术实验名称译码器及数码管驱动芯片应用
姓名实验时间2011年05月06日
学号指导教师胡云峰
报告内容
一、实验目的和任务
1.掌握3 -8线译码器、4 -10线译码器的逻辑功能和使用方法。
2.掌握用两片3 -8线译码器连成4 -16线译码器的方法。
3.掌握使用74LS138实现逻辑函数和做数据分配器的方法。
4.熟悉共阴、共阳数码管的使用。
5.掌握数码管的驱动方法。
二、实验原理介绍
译码是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。
译码器在数字系统中有广泛的应用，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。
不同的功能可选用不同种类的译码器。
下图表示二进制译码器的一般原理图：
它具有n个输入端，2n个输出端和一个使能输入端。
在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平。
每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器，若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称为多路数据分配器）。
1、3-8线译码器74LS138
它有三个地址输入端A、B、C，它们共有8种状态的组合，即可译出8个输出信号
Y0~Y7。
它还有三个使能输入端E1、E2、E3。
功能表见表9-1，引脚排列见图9-2。
2、4-10线译码器74LS42
它的引脚排列见图9-3，功能表见表9-2。
图9-3 74LS42的引脚排列图
在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观的显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方面用于监视数字系统的工作情况。
因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。
数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成，如图10-1所示。
1、74LS48共阴极译码驱动器
2、74LS47共阳极译码驱动器
它的引脚排列与74LS48的引脚排列一模一样，两者的功能也差不多。
使用时要注意：74LS47是用来驱动共阳极显示器的，74LS48是用来驱动共阴极的；74LS48内部有升压电阻，使用时可以直接与显示器相连，而74LS47为集电极开路输出，使用时要外接电阻。
3、74LS248共阴极译码驱动器
图10-5 74LS248与74LS48的显示区别（上为74LS248，下为74LS48）74LS248与74LS48的功能一样，差别仅在显示6与9这两个数上。
如上图所示。
4、CC4511共阴极译码驱动器
它的使用方法、功能和显示效果与74LS48基本一样，二者的区别在于CC4511的输入码超过1001（即大于九）时，它的输出全为“0”，数码管熄灭，而且，使用CC4511时，输出端与数码管之间要串入限流电阻。
三、实验内容和数据记录
1、74LS138译码器逻辑功能测试
在数字逻辑电路实验箱IC插座模块中找一个DIP16的插座插上芯片74LS138，并在DIP16插座的第8脚接上实验箱的地（GND），第16脚接上电源+5V（VCC）。
将74LS138的输出端Y0~Y7分别接到8个发光二极管上（逻辑电平显示单元），输入端接拨位开关输出（逻辑电平输出单元），逐次拨动开关，根据发光二极管显示的变化，测试74LS138的逻辑功能。
2、74LS42译码器逻辑功能测试
测试方法与74LS138类似，只是输入与输出脚的个数不同，功能引脚不同。
3、两片74LS138组合成4线-16线译码器
按下图连线：
将16个输出端接逻辑电平显示（发光二极管），4个输入端接逻辑电平输出（拨位开关），逐项测试电路的逻辑功能。
4、用74LS138实现逻辑函数和做数据分配器
（1）实现逻辑函数
一个3线-8线译码器能产生3变量函数的全部最小项，利用这一点能够很方便地实现3变量逻辑函数。
下图实现了F XY Z XY Z XY Z XYZ =+++功能输出：
图9-5 实现逻辑函数
验证电路的功能是否与逻辑函数相一致。
具体的接线方法是在IC 插槽部分找相应插槽插上芯片74LS138和74LS20，X 、Y 、Z 三个输入端接拨位开关（逻辑电平输出），F 接发光二极管（逻辑电平显示），拨动拨位开关，观察发光二极管的发光情况。
（2）用做数据分配器
图9-6 数据分配器
若在E3端输入数据信息，E1=E2=0，地址码所对应的输出是E3数据的反码；若从E2端输入数据信息，令E3＝1，E1=0，地址码所对应的输出是2E 端数据信息的原码。
若输入信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。
取时钟脉冲CP 的频率约为10KHz ，要求分配器输出端07~Y Y 的信号与CP 输入信号同相。
参照图9-6，画出分配器的实验电路，用示波器观察和记录在地址端CBA 分别取000~111这8种不同状态时07~Y Y 端的输出波形，注意输出波形与CP 输入波形之间的相位关系。
图10-7 CC4511驱动一位LED数码管
1、按上图连线，验证测试CC4511的功能。
测试的方法为：首先在实验箱IC插座模块相应的位置，插上芯片CC4511，按照本实验指导书的附录接其电源、地线，BCD码输入接拨位开关，CC4511的输出端接共阴数码管的对应段码，注意共阴数码管的第3脚和第8脚接地。
观察BCD码输入与数码管的显示情况（从0000~1111）。
2、分别换上74LS47，74LS48，74LS248（注意要改变连线），验证它们的功能。
CC4511的连接电路
74LS48的连接电路
四、实验结论与心得
1、cc4511通过4输入控制八输出，从而控制一个数码管。
输入端的二进制数就是数码管的显示数，但是超过9就会显示乱码，这与芯片设计有关。
2、通过两个74ls138组成一个4线16线的译码器，通过开关的导通或者关闭代表1和0。
输入端控制权位由高到低为cba。
二进制代码刚好组成0到7这8个输出端。
经验证，符合书中的真值表，最后也能正确的表示出要求的函数。
校验了真值表，能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。
通过实验可以培养我们的动手能力和对电路的理解。
成绩教师签名胡云峰批改时间年月日。
