数据选择和译码显示

一：实验项目名称：数据选择和译码显示二：实验学时：2学时三：实验目的：1：掌握数据选择器的功能和应用方法。2：熟悉数码管的使用方法。3：掌握二进制译码管和七段显示译码器的功能和使用方法。4：学习中规模集成计数器的计数分频功能。5：掌握组成数码管动态显示的工作原理和设计方法。6：利用数据选择器和译码器等进行电路设计。四：实验仪器和器材：双踪示波器一台，函数发生器一台，直流稳压电源一台，“数据选择和译码显示”实验底板一台（全部用仿真中软件代替）。五：实验原理1：数据选择器分时传输组成动态译码的原理（1）用四路数据选择器从多路输入数据（ＢＣＤ码）中选择其中１路送到输出端，由译码显示器驱动ＬＥＤ显示十进制书。四路数据由四个ＬＥＤ分别显示，由显示控制译码器控制选通，数据选择器和显示控制译码器有数据选通信号实现同步传输和显示。（2）若用外来的数字信号，送至计数器CP端，将计数器输出QB，QA（依次循环输出00,01,10,11）作为数据选择器的地址信号，则可使输出十进制数实现动态显示。2：各模块功能（1）数据选择器：能够从来自不同地址的多路数字信息中任意选出所需要的一路信息作为输出的组合电路。数据选择器有多个输入，一个输出。其功能类似于单刀多掷开关，故又称为多路开关（MUX）。在控制端的作用下可从多路并行数据中选择一路送输出端。数据选择器的主要用途是实现多路信号的分时传送，实现组合逻辑函数，进行数据的串-并转换等。74LS153是双四选一数据选择器，其中有两个四选一数据选择器，它们各有四个数据输入端1D3,1D2,1D1,1D0和2D3,2D2,2D1,2D0,一个输出端1Y，2Y和一个控制许可端S。选通控制端S为低电平有效。当控制许可端S=1时，传输通道被封锁，芯片被禁止，Y=0，输入的数据不能传送出去；当控制许可端S=0时，传输通道打开，芯片被选中，处于工作状态，输入的数据被传送出去。Ａ１，Ａ０是地址选择端，两路选择器公用。（2）七段数码管：输入为8421BCD码，输出是由a,b,c,d,e,f,g构成的一种代码，根据字形需要，确定各段应加什么电平，就得到两种代码对应的编码表。显示器分共阴极和共阳极两种形式，共阳显示器，输入低电平有效；共阴显示器，输入高电平有效。（3）显示译码器：二-十进制译码器，输入为一位BCD码，输出是数码管各段的驱动信号以abcdefg表示，也称4-7译码器。若用它驱动共阴LED数码管，则输出应为高电平有效，即输出为高电平时，相应显示段发光。例如，当输入8421码DCBA=0100时，应显示4，即要求同时点亮bcfg段，熄灭ade段，故译码器的输出应为abcdefg=0110011，这也是一组代码，常称为段码。CMOS集成电路CD4511是一个用于驱动共阴LED显示器的BCD码七段码译码器。功能如下：LT：当BI=1，LT=0时，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”.它主要用来检测数码管是否损坏。BI：当BI=0时，不管其他输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭状态，不显示数字。DCBA（D为最高位）：输入二进制码。abcdefg:各笔画段控制端，输出高电平时点亮相应的笔画段。（4）变量译码器：把输入二进制代码的状态翻译成对应的输出信号，即译码器输出表示输入变量的状态。如n位二进制译码器，其译码器的输入端有n个，译码器输出就有2n次方个。变量译码器可做数据分配器使用。（5）同步计数器：计数器分同步计数器和异步计数器，在同步计数器中，各触发器都是利用被计数的脉冲作为时钟，因此各触发状态同时更新。同步计数器具有工作速度快，译码后输出波形好等优点，使用非常广泛。四位二进制同步计数器74LS161能同步并行预置数据，异步清零，具有清零，置数，计数和保持四种功能，且具有进位信号输出，可串接计数使用。七：实验过程及原始记录；数据整理及结果分析１：ＢＣＤ码－七段码显示译码器功能测试当ＢＣＤ码输入为０００１时当ＢＣＤ码输入为０１１１时当ＢＣＤ输入为１１１１时２：测试变量译码器７４ＬＳ１３９的逻辑功能３：测试数据选择器７４ＬＳ１５３的逻辑功能４：同步计数器74LS161的CP接入1kHzTTL信号，用示波器双踪测量。接ＣＰ和ＱＡ图像接QA和QB图像接ＱＢ和ＱＣ图像接ＱＣ和ＱＤ图像接ＱＤ和ＱＣＣ图像５：四路数据ＬＥＤ动态显示实验。要求：实现从左至右每隔一秒依次显示６，７，８，９以及从左至右同时显示６，７，８，９.后面４副图为２，１０，２００，５００Ｈｚ情况下７出现的截图及时间。（ｔ＝０.７６４ｓ）（ｔ＝０.１６２ｓ）（ｔ＝０.０３１ｓ）（ｔ＝４.０９３ｍｓ）