胡俊杰 2005.3,數(shù)字電路實驗,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗二編碼、譯碼、顯示電路,實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)實驗中各種故障的檢測、排除。 學(xué)習(xí)編碼器原理及使用。 熟悉七段譯碼器的邏輯功能和使用。 掌握七段顯示器的使用方法。 熟悉組合電路的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)復(fù)雜電路分步接線、測試、排故、驗證。,實驗二編碼、譯碼、顯示電路,實驗內(nèi)容 測試譯碼顯示電路。(4個開關(guān)輸入編碼，1個數(shù)碼管輸出) 測試8輸入優(yōu)先編碼器。(8個開關(guān)輸入，1個數(shù)碼管輸出) 設(shè)計10輸入優(yōu)先編碼器。 (10個開關(guān)輸入，1個數(shù)碼管輸出) 設(shè)計16輸入優(yōu)先編碼器。選做(16個開關(guān)輸入，2個數(shù)碼管輸出),低位編碼,轉(zhuǎn)為原碼,高位編碼,4位二進(jìn)制轉(zhuǎn)為兩位十進(jìn)制,顯示譯碼,數(shù)碼管,數(shù)碼管,顯示譯碼,如輸入開關(guān)小于等于10個，可直達(dá)。,8個開關(guān),8個開關(guān),實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,1. 復(fù)習(xí)基本組合電路、編碼器、譯瑪器、顯示器及加法器的基本原理。 2. 熟悉實驗中用到的集成塊的工作原理和使用方法。 3. 按實驗內(nèi)容的要求繪出各個原理圖。 4. 共陽極與共陰極七段顯示發(fā)光管有何區(qū)別，在使用上如何處理？ 5. 將共陽極七段顯示發(fā)光管LED改為共陰極七段顯示發(fā)光管LED，對電路如何處理？ 6. 在第4題中如果十位數(shù)字為0時，要求數(shù)碼管無顯示，如何實現(xiàn)。 7. 如只顯示輸入編碼號大于5的開關(guān)號，又需要增加什么電路？ 由多個功能相對獨立的電路組成一個復(fù)雜電路時，如何逐步接線并驗證，如果遇到問題，如何將出問題的范圍縮小或分離，以方便排除故障。,預(yù)習(xí)要求與思考題,實驗二編碼、譯碼、顯示電路,實驗原理 編碼器是將具有某種特定含義信號的譯成二進(jìn)制代碼的電路，根據(jù)需要編碼器的種類很多，實驗中我們選用廣泛使用的集成8-3優(yōu)先編碼器74LS148。共有9個輸入引腳，一個使能端和8個編碼輸入，均為低電平有效，即輸入0表示有數(shù)入，07輸入的優(yōu)先級由低到高，優(yōu)先級高的輸入有效時，優(yōu)先級輸入不起作用。輸出為反碼，如原碼輸出是“000”，實際輸出是“111”。CS是工作狀態(tài)標(biāo)志，當(dāng)有1路輸入有效(輸入0)時CS=0。 實驗中可以理解為對多個電平開關(guān)，對其所在位置進(jìn)行二進(jìn)制編碼 。,實驗原理,實驗二編碼、譯碼、顯示電路,可以將多片編碼器擴展成更多二進(jìn)制碼，通過高位使能輸出去控制低位編碼器的使能輸入，實現(xiàn)芯片之間的優(yōu)先級，當(dāng)高位有信號輸入有效時Eo=1，使低位片的輸入無效，而高位片無輸入時Eo=0，低位片的輸入有效，再將輸出作相應(yīng)處理，如下圖所示。,控制優(yōu)先級,實驗原理,實驗二編碼、譯碼、顯示電路,實驗中使用74LS283全加器，它將2進(jìn)制數(shù)A0A1A2A3和B0B1B2B3相加，和由S0S1S2S3輸出，A3、B3、C3是高位，C1為進(jìn)位輸入，Co為進(jìn)位輸出。引腳圖見下圖。,A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 + C-1 Co C3 C2 C1 C0,實驗原理,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,數(shù)碼顯示器采用八段發(fā)光二極管顯示器，它可直接顯示出譯碼器輸出的十進(jìn)制數(shù)字形。七段發(fā)光顯示器有共陰接法和共陽接法兩種：共陰接法就是把發(fā)光二極管的陰極都接在一個公共點 (接地），其引腳排列和內(nèi)部原理如下圖（a）所示， 配套的譯碼器為CD4511，74LS48等；共陽公共點接法相反，它是把發(fā)光二極管的陽極接在一起(Vcc)，配套的譯碼器為74LS46，74LS47等，其引腳排列和內(nèi)部原理如下圖 (b) 所示。,實驗原理,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗中選用的CD4511是一個BCD碼七段譯碼器，并兼有驅(qū)動功能，內(nèi)部沒有限流電阻，與數(shù)碼管相連接時，需要在每段輸出接上限流電阻，引腳排列見下圖,實驗箱中的顯示器,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,內(nèi)部已接好CD4511驅(qū)動,內(nèi)部已接好限流電阻 公共端已接好Vcc或地,數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g七段連到公共輸入端，并內(nèi)接驅(qū)動。每個數(shù)碼管的共陽端，單獨有控制輸入，內(nèi)部已接好驅(qū)動。此接線主要用于掃描。,測試譯碼顯示電路，按右圖接線，控制端和數(shù)據(jù)輸入接電平開關(guān)。 LE0， 1 ， 1時在輸入數(shù)據(jù)00001001，觀測數(shù)碼管顯示的字型。如輸入數(shù)據(jù)超出范圍，會有什么現(xiàn)象？ 分別測試三個控制端的作用，一次只讓一個控制端的輸入有效。如何才能體現(xiàn)譯碼器的鎖定功能。 接線步驟： 數(shù)碼管各段輸入直接接電平開關(guān)，測試數(shù)碼管。 數(shù)碼管的輸入端改接CD4511輸出，在正常顯示條件下輸入數(shù)據(jù)。 測試控制引腳。 驗證思考題答案。,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗內(nèi)容,實驗箱內(nèi)部已接好,思考：如果CD4511輸入是3位或更少，多余引腳如何處理。 注意：接線改動時，原來臨時接線必須拆除，如數(shù)碼管的輸 入端改為接CD4511輸出腳時，原來與電平開關(guān)的接線必須拆除。,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗內(nèi)容,測試優(yōu)先編碼器：輸入的8個開關(guān)通過74LS148優(yōu)先編碼器編碼成二進(jìn)制碼，經(jīng)過非門轉(zhuǎn)化成原碼，經(jīng)過顯示譯碼，由數(shù)碼管顯示。,接地,原接開關(guān)的線拆除后，改接74148輸出,74148輸出加非門后轉(zhuǎn)為原碼,利用Eo的變化使沒有開關(guān)有效時，數(shù)碼管消隱。,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗內(nèi)容,第2題的輸入開關(guān)改為10個，需要兩片74LS148構(gòu)成164編碼器，但顯示仍只需1個，設(shè)計電路圖，通過實驗驗證。 提示：比較第3小題和第2小題，可以發(fā)現(xiàn)是在第2小題的接線基礎(chǔ)上增加一個芯片，并對第2小題的接線作小改動，利用CS和CD4511的消隱功能，在無開關(guān)撥下時，不顯示。,改為與非門,8個開關(guān)輸入和10個開關(guān)輸入作改動,控制優(yōu)先級,加非門,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗內(nèi)容,將第2題的輸入開關(guān)改為16，需要兩片74LS148構(gòu)成164編碼器，同時顯示輸出需要兩位，用十進(jìn)制數(shù)顯示。輸入開關(guān)編號小于10時，個位顯示數(shù)字與編碼輸出一致，十位顯示0；當(dāng)你撥下大于9的開關(guān)后，編碼器輸出轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制后，低位7段顯示器顯示個位數(shù)字，十位顯示1。若同時撥下幾個按鍵，優(yōu)先級別的順序是15到0。設(shè)計電路圖，通過實驗驗證。 提示：編碼器的輸出大于9時，需要將4位2進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換為2位10進(jìn)制數(shù)，顯示的十位數(shù)為1（實驗中用一個發(fā)光二極管），而個位數(shù)的值為編碼器的輸出值加6。Y=A3A2A3A11 時 A3A2A1A0的值大于9。,4位全加器,9 輸出0 輸出6,進(jìn)位,顯示值9時4位二進(jìn)制轉(zhuǎn)2位十進(jìn)制,個位顯示譯碼,十位顯示譯碼,輸入4位2進(jìn)制數(shù),Y,A,B,S,實驗二 編碼、譯碼、顯示電路,實驗報告 實驗?zāi)康摹?實驗步驟，畫出實驗電路圖，簡述原理。 用自己的體會描述實驗結(jié)果，說明如何體現(xiàn)輸入優(yōu)先級。 分析對復(fù)雜電路圖如何逐步接線驗證，遇到問題如何查找和排除。,發(fā)生故障的原因和檢測,電源未開、電源壞 開關(guān)壞 導(dǎo)線斷(每段都有可能) 實驗箱內(nèi)部線路斷路或開路,集成塊壞 電平指示壞 導(dǎo)線接線錯誤,檢查方法： 電源、開關(guān)