数电实验--译码显示电路
数电实验报告2.1—基于Verilog HDL显示译码器设计
<基于Verilog HDL显示译码器设计>实验报告学生姓名：班级学号：指导老师：<实验报告内容>一、实验名称：基于Verilog HDL 显示译码器设计二、实验学时：4学时 三、实验目的：进一步掌握QuartusII 软件逻辑电路设计环境及Verilog HDL 的基本语法，熟悉设计流程及思路。
掌握显示译码器的工作原理及应用。
（提示：本实验将涉及到verilog 的条件语句（如if …else, case ….end case, for ….等）、赋值语句（如assign 等）和二进制变量位宽的定义等内容，请大家实验前做好本部分预习和自学，可参考本课本第九章内容，也可自行查找有关Verilog 设计基础的相关内容，推荐参考书：北京航空航天出版社，夏宇闻编著 ）。
通过对所设计逻辑电路功能仿真，分析所设计电路逻辑功能是否正确，掌握逻辑功能仿真的方法。
四、实验内容：基于verilog 的显示译码器逻辑设计及功能仿真五、实验原理：（1）半导体发光二极管（LED ）数码显示器：半导体发光二极管数码显示器由7（或8）个LED 排成“日”字形，称为七段（或八段），封装成数码管，如错误！未找到引用源。
所示。
LED 数码管内部有共阴极和共阳极两种接法。
如错误！未找到引用源。
（2）常用显示译码器管脚功能（74LS148）：LCD —七段显示译码器：介绍常用的74LS148七段显示译码器，图 3为74LS4874LS48(a )图 1 图 2 CC fg a bcd e BI 7123456图 3（3）74LS48的逻辑功能：如表1：表1其译码器输出（Ya～Yg）是高电平有效，适用于驱动共阴极LED数码管，显示的字形表中所示。
因其译码器输出端的内部有上拉电阻（是2K的限流电阻），因此在与LED管连接时无需再外接限流电阻。
具体功能介绍及内部设计图，请自行上网查阅74LS48的DATASHEET。
数电实验报告
数电实验报告实验一实验题目：十进制代码——8421码转换电路实验目的：（1）掌握组合逻辑电路设计方法（2）掌握码制转换逻辑的设计特点（3）掌握TTL芯片的应用和调试实验原理：实验内容：将TTL设计成十进制转换成8421BCD码。
实验总结与收获：对TTL有了一定的了解，掌握码制转换逻辑的设计特点，组合逻辑电路设计方法也有些了解，对以后的实验有心理准备。
实验二实验题目: 译码器及数码显示实验目的:(1) 掌握组合逻辑电路设计的方法.(2) 对比用不同的器件,不同设计方法之间的比较. (3) 掌握数码关与译码器的电位关系.实验原理:1.数码管是一种子常用器件,当你显示十进制数时,是有很多电路供你选用,一般根据所使用的数码管是共阳极还是共阴极来选择对应芯片的.七段发光二极管(LED)数码显示器的字形与七段荧光数码管一样,外观为平面型.它的a,b,c,d,e,f,g 段是用发光二极管显示的,并且分为共阳极和共阴极两种.共阳极是七个发光二极管的阳极接在一起,接到高电平(正电源)上,阴极接到译码器的输出端,哪个发光二极管的阴极为低电平,哪个发光二极管就亮,而阴极为高电平的发光二极管就不亮.共阴极是七个发光二极管的阴极接到一起,,接到低电平处,哪个发光二极管的阳极接高电平,哪个发光二极管就亮,否则就不亮.这种数码特点是电源电压为5V,与TTL 电源一致共阳弄数码管内部结构.2.LED 数码管的内部显示如图所示:3.BI 是消隐输入端,当输出功能为0—15V 时,BI 必须开路或接高电平,BI 处于低电平时,所有各段输出均被切断且与其它输入端的电平无关.RBI 串行消隐输入端,能消除无意义的0显示,RBO 串行消隐输出端与RBI:LT 组合控制可消除其它无意义的输出.LT 为灯测注:输出端中Y表示导通,N表示截止.实验内容:(1)要求设计16进制译码器的逻辑图.(2)根据逻辑图边好译码器,并将电阻,数码管连上.(3)通电调试,直到0—F都能正确显示为止.实验设计:1.根据实验需求分析,可得出下面的逻辑关系式:CBADACBADDBCDBACBADDCBADABCBCDADBACABDCDCBADCBAa+++=++++++++=DABCBABADCCDBADCBADCBADABCDCBADCABDCBADCBADCBAb+++=++++++++=CBACDCACABDCBADDCBADABCDABCDBACDCBADCABDCBADCBAc++=+++++++++ =DB AC B ABCACABDCBCDABACDCABDC ABDC BADDC B ADABCDBACDCABDB ACDC B Ad++++=++++++++++=CABABCDADCBADCBADBCADCBADCBAe+=+++++=DBDCBABCDACDBACDBACBADDCBABCDAACDBCDBADCBAf++=++++++++ =C BB ADCC BBCDACDB ACDB ADCABDC B ADC B ADC B ADBCAACDBDC B ADCABDC B Ag+++=+++++++++++=其中:0=a+b+c+d+e+f 1=b+c 2=a+b+d+e+g. 3=a+b+c+d+g.4=b+c+g+f. 5=a+c+d+f+g. 6=a+c+d+e+f+g. 7=a+b+c.8=a+b+c+d+e+f+g. 9=a+b+c+d+f+g A=a+b+c+e+f+g.B(b)=c+d+e+f+g. C=a+e+f. d(D)=b+c+d+e+g.E=a+d+e+f+g F =a+e+f+g.2.用编程语言进行编程:PLD16V8 //器件名称BASIC GATES //逻辑功能WANGTAO 2009.4.13 //姓名,时间SHIYAN LATTICE V4.6 //用途,公司,版本D C B A NC NC NC NC NC GND //定义输入脚NC a b c d e f g NC VCC //定义输出脚;LOGIC EQUATIONS //注释a=B*/D+A*/B*D+A*C*/D+/A*/B*/Cb=/C*/D+/A*/B+A*/B*/C+A*B*/Dc=A*/C+C*/D+/A*/B*/Cd=/C*D+A*B*/C+/A*B*C+A*/B*C+/A*/B*/De=/A*B+/A*/Cf=/A*/B+C*/D+/B*Dg=B*/C+/C*D+/A*B+/B*CDESCRIPTION //程序结束3.调试验证:实验中用fm.exe对程序wt.pld进行编译.生成wt.jed文件。
译码显示电路实验报告
一、实验目的1. 熟悉译码显示电路的基本原理和组成；2. 掌握译码器和显示器的功能及使用方法；3. 通过实验，验证译码显示电路的工作性能；4. 培养动手实践能力和团队协作精神。
二、实验原理译码显示电路是一种将数字信号转换为可直观显示的图形或字符的电路。
它主要由译码器和显示器两部分组成。
译码器将输入的数字信号转换为对应的控制信号，显示器则根据这些控制信号显示相应的图形或字符。
1. 译码器：译码器是一种多输入、多输出的组合逻辑电路，其作用是将输入的二进制代码转换为输出的一组控制信号。
常见的译码器有二进制译码器、十进制译码器等。
2. 显示器：显示器用于显示译码器输出的控制信号。
常见的显示器有七段显示器、液晶显示器等。
本实验采用七段显示器，它由七个独立的段组成，通过控制每个段的亮与灭，可以显示0-9的数字以及其他符号。
三、实验仪器与器材1. 实验箱；2. 译码器（例如：74LS47）；3. 显示器（例如：七段显示器）；4. 连接线；5. 示波器（可选）；6. 电源。
四、实验步骤1. 熟悉实验箱和实验器材，了解译码器和显示器的功能及使用方法。
2. 按照实验原理图连接译码器和显示器，确保连接正确无误。
3. 在译码器输入端输入二进制代码，观察显示器是否按照预期显示相应的数字或符号。
4. 调整译码器的输入代码，验证译码器的工作性能。
5. （可选）使用示波器观察译码器和显示器的信号波形，进一步分析电路工作原理。
6. 记录实验数据，撰写实验报告。
五、实验结果与分析1. 当译码器输入端输入二进制代码时，显示器按照预期显示相应的数字或符号。
2. 调整译码器的输入代码，显示器能够正确显示相应的数字或符号。
3. 通过实验，验证了译码显示电路的基本原理和组成，掌握了译码器和显示器的功能及使用方法。
4. 在实验过程中，注意观察译码器和显示器的信号波形，有助于理解电路工作原理。
六、实验总结1. 本实验成功实现了译码显示电路的基本功能，验证了译码器和显示器的工作性能。
计数译码显示电路实验报告
计数译码显示电路实验报告实验目的：掌握编码与解码的基本原理和技术。
设计与实现一个计数译码显示电路。
提高电子电路设计与实验能力。
实验原理：计数译码显示电路是利用数字集成电路实现的一种数字计数显示方法。
它通过计数器将输入的时钟信号转化为二进制数码输出，然后通过译码器将二进制数码转为七段数码管的控制信号，从而使得七段数码管实现相应的数字显示。
实验器材：1.CD4017计数器芯片2.CD4511译码器芯片3.七段共阳数码管4.电阻、电容、电源、开关等实验步骤：1. 将CD4017计数器芯片的1脚连接到电源Vcc，16脚连接到地GND。
2.连接计数器的时钟输入脚13和复位输入脚15到电路中适当位置，并设置相应的电源和开关。
3. 将译码器CD4511的Vcc脚和GND脚连接到电源和地，将A、B、C、D四个输入脚连接到计数器的Q0-Q3输出脚。
4.将译码器的a、b、c、d、e、f、g七个输出脚连接到七段数码管的a、b、c、d、e、f、g控制脚。
5. 连接七段数码管的共阳脚到电源Vcc。
实验结果：通过调整计数器CD4017的时钟频率、复位电平和输入信号，我们可以观察到七段数码管显示出不同的数字，从0到9循环显示。
实验分析：计数译码显示电路利用计数器进行计数和译码器进行解码，通过将二进制数码转换为七段数码管的控制信号，实现了数字的显示。
实验中需要注意选择适当的电阻、电容等元器件，以确保电路的稳定工作。
另外，对于七段数码管的显示，还可以通过连接额外的译码器和复用技术进行更复杂的显示设计。
实验总结：通过本实验，我们掌握了计数译码显示电路的基本原理与设计方法，提高了对数字集成电路的理解和应用能力。
实验结果令人满意，并加深了对数字电路的认识。
在今后的学习和实践中，我们将继续加强对电子电路设计与实验的掌握，提高自己的技术水平。
数电实验二数据编码器和译码器功能验证
数电实验二数据编码器和译码器功能验证数据编码器和译码器是数电实验中常用的电路元件，用于将逻辑电平转换为二进制编码或者从二进制编码转换为逻辑电平。
本实验将验证编码器和译码器的功能。
编码器是一种将多个输入信号转换为对应的二进制编码输出信号的电路。
常见的编码器有优先编码器，BCD编码器和十进制-二进制编码器等。
本实验将以优先编码器为例进行验证。
实验所需器件和元件：1.优先编码器芯片（例如74LS148）2.开关等输入元件3.LED灯等输出元件4.电源和杜邦线等实验用品实验步骤：1.连接电源和电路元件：将电源连接到优先编码器芯片上，并将开关等输入元件和LED灯等输出元件连接到芯片上相应的管脚上。
2.编码器功能验证：通过设置不同的输入信号，观察输出信号的变化。
例如，设置开关为输入信号，并将不同的开关打开或关闭，观察LED灯的亮灭情况。
3.结果分析：根据编码器的功能特点，分析输出信号与输入信号的对应关系。
对于优先编码器而言，输入信号优先级较高的输入将被编码输出，而其他输入则被忽略。
4.译码器功能验证：将输入信号与编码器的输出信号连接，观察译码器的输出信号。
可以通过设计逻辑门电路来实现译码器的功能。
5.结果分析：根据译码器的功能特点，分析输出信号与输入信号的对应关系。
例如，对于BCD编码器而言，4位BCD码将被译码为10位二进制信号。
6.实验总结：通过本实验的验证，可以得出编码器和译码器的功能特点和应用范围。
编码器可以将多个输入信号编码为二进制信号输出，而译码器可以将二进制信号译码为对应的输出信号，用于实现数据的编码和译码。
本实验的目的是验证编码器和译码器的功能，通过观察输入信号和输出信号的对应关系，可以了解编码器和译码器的工作原理，并掌握它们的应用场景。
实验结果应与预期结果一致，即输入信号与编码/译码输出信号之间有明确的对应关系。
同时，实验还可以加深对数字电路和逻辑门电路的理解，提高实验操作能力和分析问题的能力。
译码电路原理
译码电路原理译码电路是数字电路中的一种重要组成部分，它的作用是将输入的数字信号转换为特定的输出信号。
在数字系统中，常常需要将数字信号转换为特定的控制信号，以便控制各种设备的工作状态。
译码电路就是为了实现这一目的而设计的。
译码电路通常由逻辑门组成，根据输入信号的不同组合，产生特定的输出信号。
常见的译码电路有BCD译码器、7段数码管译码器等。
下面我们来详细介绍一下译码电路的原理。
首先，我们来看BCD译码器。
BCD译码器是将4位二进制代码转换为相应的十进制数码信号输出的数字电路。
它通常由4个输入端和10个输出端组成，输入端对应4位二进制代码，输出端对应0~9的十个数字。
通过逻辑门的组合，可以实现将二进制代码转换为相应的十进制数码输出。
其次，我们来看7段数码管译码器。
7段数码管译码器是将4位二进制代码转换为7段数码管的控制信号输出的数字电路。
它通常由4个输入端和7个输出端组成，输入端对应4位二进制代码，输出端对应7段数码管的控制信号。
通过逻辑门的组合，可以实现将二进制代码转换为相应的7段数码管的控制信号输出。
译码电路的原理可以简单总结为，根据输入信号的不同组合，产生特定的输出信号。
通过逻辑门的组合，实现输入信号到输出信号的转换。
译码电路在数字系统中起着非常重要的作用，它能够将数字信号转换为特定的控制信号，实现数字系统的各种功能。
总的来说，译码电路是数字电路中的重要组成部分，它能够将输入的数字信号转换为特定的输出信号，实现数字系统的各种功能。
通过逻辑门的组合，实现输入信号到输出信号的转换，是数字系统中不可或缺的一部分。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解译码电路的原理和作用。
大学数电实验计数译码显示电路
计数、译码、 计数、译码、显示电路
詹洪陈
实验目的
掌握二-十进制（BCD）码异步计数器的工作 原理及设计方法。 74LS90为2－5计数器。带有置6、置9端。可 实现多种进制的计数器。 熟悉二-十进制译码和显示电路的功能及应用。 掌握8-4-2-1码二-十进制计数器、译码器及显 示电路的测试方法。
（2）构成5421BCD加法计数器
接法：计数脉冲CP接CP1，Q3接CP0。 注意：当Q3有下跳沿时，Q0的状态才会 改 变。7490作5421计数器时，位权5，4，2，1 依次分布在输出端Q0、Q3、Q2、Q1。 当7490作5421计数器时，从Q0端输出的波 形其频率是CP的十分频，且是对称方波。
74LS90功能表
输入
CP0 CP1 R01 R02 R91 R92 Q3
输出
Q2 Q1 Q0
功能
X X
X X
1 0 0 0
0 1 0 0
0 1
0 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0 0
0 1
异步置0 异步置9 8421BCD 5421BCD
CP Q0 Q3 CP
0000-1001 Q0Q3Q2Q1 0000-1100
74LS90芯片引脚图
8421十进制
计数脉冲CP接CP0，Q0接CP1
二、8421BCD码六进制计数器
(1)分别用置0法、置9法将74LS90接成 8421 BCD 码六进制计数器，画出电路原 理图。 (2)输入脉冲fcp=1Hz，观察数码管显示 规律。
数电实验之译码器及其应用
译码器及其应用一 实验目的1．掌握译码器的逻辑功能。
学习译码器的应用。
二 实验原理1、 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。
它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。
译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配，存储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。
2、 变量译码器（二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线—4线、3线—8线和4线—16线译码器。
若有n 个输入变量，则有2n 个不同的组合状态，就有2n 输出端供其使用。
而每一个输出所代表的函数对应于n 个输入变量的最小项。
以3线—8线译码器74LS138为例进行分析，图14.1是其内部逻辑图：图14.1 74LS138 3线—8线译码器逻辑图其中A 0 、A 1 、A 2为地址输入端，0Y ——7Y 是译码器输出端，S 1、2S 、3S 是使能端。
由74LS138的功能可知，当S 1 = 1，2S +3S =0时，译码器使能，地址码把指定的输出端有信号输出（低电平有效为：“0”）。
其它所有输出端均无信号输出（输出全为高电平“1”）。
当S 1 = 0，2S +3S =X 时，或S 1 = X ，2S +3S =1时，译码器被禁止，所有输出端同时为高电平“1”。
表14.1集成3线—8线译码器真值表三 实验器材数字电路实验箱；集成电路芯片 74LS138、74LS20集成电路引脚分布如图14.2所示：图14.2四 实验内容1、74LS138译码器逻辑功能测试 将译码器使能端S 1 、2S 、3S 及地址端（输入变量）A 0 、A 1 、A 2分别接到逻辑开关，八个输出端0Y ——7Y 依次连接在0—1指示器的八个插口上，拨动逻辑开关，按照74LS138的功能表逐项测试其逻辑功能。
2、 码器的应用A 利用译码器做数据分配器用74LS138译码器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（多路分配器），若从S 1输入端送入数据（用逻辑开关或单脉冲源作为数据源），2S +3S =0，地址译码器所对应的输出是S 1输入数据的反码；若从S 2端输入数据（用逻辑开关或连续脉冲源作为数据），令S 1=1，3S = 0时，地址码所对应的输出就是2S 端数据信息的原码。
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译码显示电路
二、实验仪器及器件：
1、数字电路实验箱、数字万用表、示波器。
2、器件：74LS48X1, 74LS194X1, 74LS73X1, 74LS00X2
三、实验预习：
1、复习有关译码显示原理。
2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。
四、实验原理：
1、数码显示译码器：
(1)七段发光二极管(LED)数码管
LED数码管是目前最常用的数字显示器，图（一）(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(C)为两种不同出线形式的引出脚功能图。
一个LED数码管可用来显示一位0--9十进制数和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。
(2)BCD码七段译码驱动器
此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），
段译码／驱动器。
驱动共阴极LED数码管。
图（二）为74LS48引脚排列。
其中A、B、C、D - BCD
码输入端，a、b、c、d、e、f、g——译码输出端，输出
“1"有效，用来驱动共阴极LED数码管。
- 灯测试输入端，=“0”时，译码输出全为“1”
- 灭零输入端，=“0”时，不显示多余的零。
作为输出端使用时，灭零输出端。
2、扫描式显示
对多位数字显示采用扫描式显示可以节电，这一点在某些场合很重要。
对于某些系统输出
的的数据，应用扫描式译码显示，可使电路大为简化。
有些系统，比如计算机，某些A/D 转换器，是以这样的形式输出数据的：由选通信号控制多路开关，先后送出（由高位到低位或由低位到高位）一位十进制的BCD码，如图（三）所示。
图中的Ds称为选通信号，并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据，当Ds1高电平送出千位数，Ds2高电平送出百位数，……一般Ds的高电平相邻之间有一定的间隔，选通信号可用节拍发生器产生。
如图（四）所示，为这种系统的译码扫描显示的原理图。
图中各片LED（共阴）的发光段并连接至译码器的相应端，把数据输入的相应权端与系统输出端相连，把各位选通端反相后接相应LED的公共端。
f(A)使数据输入是伪码（8421BCD中的1010-1111）时使f(A)=0，伪码灭灯。
接译码器的灭灯I B端，使不显示伪码。
3、四节拍发生器
扫描显示要求数码管按先后顺序显示。
这就要求如图（三）所示的选通信号。
通常该类型的信号称为节拍信号。
如果使用的数码管是共阴极型，则选通信号是图（三）的反相。
如图（五）所示就是这种节拍信号发生器。
图中74LS194为移位寄存器。
它具有左移、右移，并行送数、保持及清除等五项功能。
其引脚图如图（六）所示。
其中为清除端，CP为时钟输入端，S1、S2为状态控制端，D SR为右移数据串行输入端，D SL为左移数据输入端，D0、D1、D2、D3为并行数据输入端，Q0、Q1. Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如表（二）所示。
节拍发生器工作开始时，必须首先进行清零。
当负脉冲过后Q0、Q1. Q2、Q3全为零。
JK触发器=1，因而S1=S0=1，实现并行送数。
当第一个脉冲的上升沿到达后，置入0111, CP下降沿到达后Q=0，即S1=0，S0=1，实现右移功能。
在CP作用下输出依次为1011, 1101, 1110，第四个CP下降沿到达后又使Q=1，实现第二个循环。
五．实验内容
1、按表（二）测试74LS1940
2、按图（五）实现四节拍顺序脉冲发生器。
3、按图（四）实现四位扫描译码显示电路。
采用内容(2)顺序脉冲作为D s信号。
8421BCD 码用逻辑模拟开关输入。
自行设计伪码灭灯电路，使正常输入BCD码时输出为“1"，伪码输入时灭灯。
4、自行设计电路在4联装LED数码管同时显示出4个不同的0-7的数字。
六、实验报告
按实验内容写出详细的设计和实验过程。
分析CP脉冲上升沿和下降沿的输入顺序对实验
结果的影响。
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