6集成讲义触发器及其应用电路设计与计数译码显示电路
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计数器及其译码显示电路设计一、引言计数器及其译码显示电路是数字电路中常见的模块,广泛应用于计数、测量、定时等领域。
本文将介绍计数器及其译码显示电路的设计原理和实现方法。
二、计数器的基本原理计数器是一种能够在一定范围内按照规定的步长进行累加或累减操作的电路。
常见的计数器有二进制计数器和十进制计数器两种。
1.二进制计数器二进制计数器是指能够在二进制数字系统中进行累加或累减操作的电路。
其基本原理是通过触发器来实现数据存储和状态转移,以达到累加或累减的目的。
常见的二进制计数器有同步计数器和异步计数器两种。
同步计数器是指所有触发器都在同一个时钟脉冲下进行状态转移,因此具有较高的稳定性和精度。
异步计数器则是指每个触发器都有自己独立的时钟输入,因此具有较高的速度和灵活性。
2.十进制计数器十进制计数器是指能够在十进制数字系统中进行累加或累减操作的电路。
其基本原理是通过将二进制计数器的输出信号转换为十进制数字系统中的数字,以达到实现十进制计数的目的。
常见的十进制计数器有BCD计数器和二进制-BCD码转换器两种。
三、译码显示电路的基本原理译码显示电路是一种能够将数字信号转换为对应的字符或图形信号进行显示的电路。
常见的译码显示电路有BCD-7段译码器和BCD-10段译码器两种。
1.BCD-7段译码器BCD-7段译码器是指能够将4位二进制代码转换为对应的7段LED数字管显示信号的电路。
其基本原理是通过查表法将4位二进制代码映射到对应的7段LED数字管上,以实现数字信号到字符信号的转换。
2.BCD-10段译码器BCD-10段译码器是指能够将4位二进制代码转换为对应的10个LED 灯管显示信号的电路。
其基本原理与BCD-7段译码器相似,不同之处在于需要额外添加3个LED灯管用于表示“.”、“-”和“+”等符号。
四、计数器及其译码显示电路设计实例下面以一个4位同步二进制计数器及其对应的BCD-7段译码器为例,介绍其设计过程。
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。
TPE-D型系列数字电路实验箱数字电子技术实验指导书信息学院2015 年7 月目录第一部分基础实验实验一门电路逻辑功能测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 1 实验二组合逻辑电路(逻辑运算及全加器)┄┄┄┄┄┄┄5 实验三交通灯报警电路(M u l t i s i m)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8 实验四组合逻辑功能器件的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 实验五集成触发器的逻辑功能测试┈┈┈┄┄┈┈┈┈┈12 实验六计数、译码、显示综合实验┄┄┄┄┄┈┈┈┈┈┈┄15 实验七555时基电路的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17 实验八D/A、A/D转换器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22第二部分设计性实验题目1编码译码显示电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 题目2奇/偶校验电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 题目3巡回检测电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 题目4声控开关的设计与制作┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目5篮球竞赛24秒定时电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目6电子密码锁┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目7简易频率计的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目8多功能数字钟┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄29附录一设计性实验报告格式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄30 附录二本讲义所用集成块管脚排列图及部分真值┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31数字电路实验注意事项1.每次实验前,必须预习,并自行设计实验原始记录表格,提交预习报告。
2.每次实验完毕,须做好实验原始记录;关闭所有仪器的电源,关闭电源插座板上的开关;整理实验台,并在学生实验记录本上签名,并记录仪器使用情况。
该项工作作为部分成绩记入实验总成绩。
最后,经老师同意方可离开实验室。
3.做好实验总结报告,准时在下次实验时提交。
4.拨插芯片请使用专用工具,在把芯片插入插座之前,请用镊子将芯片管脚修理整齐,拨芯片须使用起拨器。
院系: 专业班级: 学号: 姓名: 座位号:XXX 大学2020—2021学年非毕业班集成电路设计与集成系统专业《数字逻辑电路》期末考试题及答案(试卷A )题 号 一 二 三 四 五 总分 评卷人 分 值 20 20 10 20 30 100得 分得 分一、 选择题;(每小题2分,共20分)。
1、将幅值上、时间上离散的阶梯电平统一归并到最邻近的指定电平的过程称为( )。
A 、采样;B 、量化;C 、保持;D 、编码;2、8个输入端的编码器按二进制数编码时,输出端的个数是教研室主任审核(签名): 教学主任(签名):课程代码: 适用班级:命题教师:任课教师:院系: 专业班级: 学号: 姓名: 座位号:( )。
A 、2个;B 、3个;C 、4个;D 、8个;3、下列电路中,不属于组合逻辑电路的是( )。
A 、译码器;B 、全加器;C 、寄存器;D 、编码器;4、CMOS 数字集成电路与TTL 数字集成电路相比突出的优点是( )。
A 、微功耗;B 、高速度;C 、高抗干扰能力;D 、电源范围宽;5、指出下列各式中哪个是四变量A 、B 、C 、D 的最大项( )。
A 、ABC ;B 、A+B+C+D ;C 、D ABC ; D 、B AC ;6、同步时序电路和异步时序电路比较,其差异在于后者( )。
院系: 专业班级: 学号: 姓名: 座位号:A 、没有触发器;B 、没有统一的时钟脉冲控制;C 、没有稳定状态;D 、输出只与内部状态有关;7、两片74LS290芯片扩展而成的计数器,最大模数是( )。
A 、80;B 、20;C 、54;D 、100;8、由与非门组成的基本RS 触发器不允许输入的变量组合S 、R 为( )。
A 、1==S R ; B 、10==S R 、; C 、01==S R 、;D 、==S R ;9、逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是( )。
A 、真值表;B 、表达式;C 、表达式;D 、卡诺图;10、将TTL 与非门作非门使用,则多余输入端应做的处理是( )。
实验六计数器及其应用一、实验目的1.学习用集成触发器构成计数器的方法2.掌握同步计数的逻辑功能、测试方法及功能扩展方法3.掌握构成任意进制计数器的方法二、实验设备和器件1.+5V直流电源2.双踪示波器3.连续脉冲源4.单次脉冲源5.逻辑电平开关6.逻辑电平显示器7.译码显示器8.CC4013×2(74LS74)CC40192×3(74LS192)CC4011(74LS00)CC4012(74LS20)三、实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序部件,它不仅可用来计脉冲数,还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。
计数器种类很多。
计数器计数时所经历的独立状态总数为计数器的模(M)。
计数器按模可分为二进计数器(M=2n)、十进计数器(M=10n)和任意进制计数器(M≠2n、M≠10n)。
按计数脉冲输入方式不同,可分为同步计数和异步计数。
按计数值增减趋势分为:加法计数器、减法计数器和可逆(加/减)计数器。
1.用D触发器构成异步二进制加/减计数器图6-1是用四只D触发器构成的四位二进制异步加法计数器,它的连接特点是将每只D触发器接成T 触发器,再由低位触发器的Q端和高一位的CP端相连接。
若将图6-1稍加改动,即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连接,即构成了一个4位二进制减法计数器。
2.中规模十进制计数器、十六进制计数器(1)CC40192是同步十进制可逆计数器,具有双时钟输入,并具有清除和置数等功能。
当清除端CR为高电平“1”时,计数器直接清零;CR置低电平则执行其它功能。
当CR为低电平,置数端LD也为低电平时,数据直接从置数端D0、D1、D2、D3置入计数器。
当CR为低电平,LD为高电平时,执行计数功能。
执行加计数时,减计数端CP D接高电平,计数脉冲由CP U输入;在计数脉冲上升沿进行8421码十进制加法计数。
执行减计数时,加计数端CP U接高电平,计数脉冲由减计数端CP D 输入,表6-2为8421码十进制加、减计数器的状态转换表。