计数译码显示电路的设计
实验6.6 计数、译码和显示电路(60进制)
数字电子技术实验实验6.6 计数、译码和显示电路一、实验目的1.学习计数器、译码器和七段显示器的使用方法。
2.掌握计数器、译码器和七段显示器的综合应用。
3.掌握用示波器测试计数器输出波形的方法。
二、实验任务用74LS161计数器、4511译码器、BS311201显示器各两片和74LS00一片实现一个带显示的60进制计数器。
完成表6-6-1及6-6-2测试，个位波形测试。
三、实验设备数字电路实验箱(74LS161、4511、BS311201、74LS00数字集成芯片、脉冲源)、数字万用表、示波器、导线。
四、实验原理74LS161引脚图4511引脚图七段数码管显示笔段BS311201共阴极显示器，COM接地；BS311101共阳极显示器，COM 接电源+5V 。
输入低位CC4511 BCD 码七段译码器,驱动共阴数码管BS311201集成片。
当译码器输入码超过“1001”时，译码器的输出为全为0，数码管熄灭。
译码输出输入高位74LS161逻辑符号输出高位74LS161DQ C Q B Q AQ DCBACR CPLDET EPCo输入输出端说明CR ：异步清零端，低电平有效；LD ：同步置数端，低电平有效；ET 、EP ：使能端，高电平有效；CP ：计数器时钟；D 、C 、B 、A ：数据输入端；Q D 、Q C 、Q B 、Q A ：数据输出端；Co ：进位端。
输入输出CR LD ET EP CP D C B AQ D Q C Q B Q A××××××××10×× d c b a1111××××1 1 0 ××××××1 1 ×0 ×××××0 0 0 0d c b a加计数保持保持74LS161功能表低电平有效74LS161是一个可预置的4位二进制同步加法计数器，它的计数长度是16。
计数器及其译码显示电路设计
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。
multisim仿真教程计数器译码器数码管驱动显示电路
将对话框中Node name改成与数码管相对应 的符号A。其他与逻辑分析仪的输入端的连 线都以此法行之，点击仿真开关或按F5键进 行仿真，计数器的输出和数码管的波形时序 关系则立即直观的被显示在“Logic Analyzer—XLA1”的面板窗口中。见图 12.7.2。
图12.7.3 Node对话框
由输出端QB和QD经逻辑组合电路接至计数器 （LOAD）端，构建计数进位阻塞电路。在设 计时可根据需要，由相应的输出端构建组合 逻辑电路，从而实现不同进制的计数器。
图12.7.1 计数器、译码器、数码管驱动显示电路
从虚ห้องสมุดไป่ตู้仪器中取逻辑分析仪XLA1，其上有1～F 共16个输入端，1～4端分别于计数器的四个数 据输出端QA～QD相连，第5～11端 分别与数码 管的七段A～G相连，第12端接CLK脉冲输入端。 用鼠标双击逻辑分析仪，将出现逻辑分析仪面 板窗口如图12.7.2所示。
图12.7.2 时钟脉冲、输入、输出波形时序关系图
改变逻辑分析仪Clock区(Clock/Div)的个 数，从“1”调到“32”。在图12.7.2的左侧 显示的号码为原理图的节点号码，其并不能表 示出计数器输出端和数码管的段位字母，显示 不用鼠标左键双击与逻辑分析仪“1”号输入端 连接的图线，出现如图12.7.3所示对话框。直 观，所以要对原理图进行编辑。
实验8_计数译码显示电路
实验8_计数译码显示电路
计数译码显示电路是一种用于显示计算机数字信息的电路。
它使用一组多位译码器，
将二进制数字转换为十进制，然后显示出来，为人们提供了数字信息的直观化。
计数译码显示电路主要由数据锁存器、译码器组成，它们是电路中的关键元件。
数据
锁存器的作用是将计算机的数字信号锁定，避免数字信号在译码过程中的变化。
而译码器
组则负责由二进制到十进制的转换，一般采用反激型译码器，因其结构简单，抗干扰能力强，稳定可靠，现在广泛使用于计算机领域。
计数译码显示电路主要由若干常用元件组成，如7段数码管、电阻、电容、电源等显
示模块，它可以实现不同的显示功能，如联机可显示多种状态，目前计数译码显示电路广
泛应用于各种电子产品，如手机、电子秤、家用空调、摄像机等。
计数译码显示电路的研究于1958年由英国计算机专家罗伯特·泰森发表，其最大的
创新之处在于它可以让两个不同的逻辑电路和显示电路三者分离，得以实现显示数字信息，当时也是诸多技术领域的里程碑，深受理论研究者和工程实践者的赞誉。
计数译码显示电路具有显示可靠、稳定性强等优点，是微电子系统中常用的一种显示
仪表。
它弥补了旧式显示设备，相当于把显示器技术发挥到极致，在键盘设计上，多个计
数译码显示电路能够降低摩擦损耗，使键盘使用寿命增加，使用范围更加广泛。
计数译码显示电路
3、将1HZ旳正方波信号改为1KHZ旳正方波，用示波器分别观 察十进制计数器Q0、Q1、Q2、Q3旳输出波形以及CP旳波形。
(2) M > N 旳情况
用多片 N 进制集成计数器组合起来才干构成 M 进制计数器 。各片之间（或称为各级之间）旳连接方式可分为串行进位方式 、并行进位方式、整体置零方式和整体置数方式几种。
若 M 能够分解为若干个因数相乘，即 （ N i ≤N ），则能够采用 串行进位方式或并行进位方式将各个 N i 进制计数器连接起来， 构成 M 进制计数器。在串行进位方式中，以低位片旳进位输出信 号作为高位片旳时钟输入信号；在并行进位方式中，以低位片旳 进位输出信号作为高位片旳工作状态控制信号，全部芯片旳 CP 输入端同步接计数输入信号。
清 数据输入 使
零
置数
能
74LS161功能表
CR LD CP ET 操作状态
0 x x x 清除 1 0 x 预置 1 1 0 保持 1 1 1 计数
ET=CTT&ETP CO=Q3Q2Q1Q0
74LS90异步二五十 进制计数器
74LS90功能表
（2）任意进制计数器旳构成
中规模集成计数器除按其本身进制实现计数功能外，还 能够采用反馈法构成任意进制旳计数器。假定已经有旳是 N 进制计数器，需要得到 M 进制计数器。
M < N 旳情况
用一片N进制中规模集成计数器能够构成 2≤M≤N 旳任 意进制计数器。
a）置零法（复位法） 利用集成计数器旳异步置零端，经过 反馈线逼迫计数器置零。当计数器从全 0 状态 S 0 开始 计数并接受了 M 个计数脉冲后，进入 S M 状态。假如将 S M 状态译码产生一种置零信号加到计数器旳异步置零端 ，则计数器将立即返回 S 0 状态，这么就能够跳过 N － M 个状态，得到 M 进制计数器。
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。
实验一 译码、显示电路的设计
实验一译码、显示电路的设计一、实验目的1 巩固和加深对MAX+PLUSⅡ CPLD开发系统的理解和使用；2 掌握硬件实验装置使用方法；3 掌握综合性电路的设计、仿真、下载、调试方法。
二实验仪器设备1 PC机一台2 EDA教学实验系统，1套3 CPLD实验装置，1套三实验内容及步骤（一）用VHDL语言设计2-4译码器1、设计输入（1）开机,进入MAX+PLUSⅡ开发系统。
（2）在主菜单中选NEW，从输入文件类型选择菜单中选文本编辑文件输入方式，进行文本编辑, 并输入VHDL程序代码。
（3）打开FILE主菜单，选择SAVE AS，将程序以实体名保存2、电路的编译与适配（1）选择芯片型号选择当前项目文件，将设计所实现的实际芯片进行编译适配，点击Assign\Device菜单选择芯片，如下图1-2对话筐所示。
如果此时不选择适配芯片的话，该软件将自动把所有适合本电路的芯片一一进行编译适配，这将耗费你许多时间。
该例程中我们选用CPLD芯片来实现，如FLEX8000系列的EPF8282ALC84-4芯片，或FLEX10K系列EPF10K10LC84-4器件。
注意：A、根据实验系统进行选择B、只作仿真可以不选器件，让系统自动分配（2）编译适配启动MAX+plus II \ Compiler菜单，按Start开始编译，并显示编译结果，生成下载文件。
如有错误待修改后再进行编译适配，如下图1-3所示。
注意，此时在主菜单栏里的 Processing菜单下有许多编译时的选项，视实际情况选择设置。
如果说你设计的电路顺利地通过了编译，在电路不复杂的情况下，就可以对芯片进行编程下载，直到设计的硬件实现。
为了检验设计的正确性，那么对其仿真就显得非常必要。
3、电路仿真与时序分析MaxplusII教学版软件支持电路的功能仿真（或称前仿真）和时序分析（或称后仿真）。
（1）启动MaxplusII\Wavefrom editor菜单，进入波形编辑窗口，如下图1-4所示。
实验五 计数、译码和显示综合实验
四、实验仪器与器材
1.仪器：数字实验台、三用表
2.器材：74LS20（二-4输入与非门）、74LS04（反相器）、7447译码驱动器2 片和七段数码管2片等。
五、实验原理
1. 4位同步二进制加法计数器74LS161的逻辑功能的验证。
74LS161的逻辑电路图见教材P282图6.3.13, 引脚图和逻辑符号如下图（a）、（b）所示。
•保持功能测试：RD’=1.LD’=1，EP=0、ET=1或EP=1.ET=0 然后加时钟或不加时钟，以及 改变D0~D3的输入数据，看其输出变化情况，并将结果填入自制的功能表中。
•计数功能测试：RD’=1.LD’=1.EP=1.ET=1，并加入时钟信号，即用手CLK脉动开关，看 其输出变化情况，并将结果填入自制的功能表中。
161(1)
DCBA
QB QCAr’
S1 S0
1
1 CP
图5－3－13 “12翻1”小时计数、译码和显示电路
3、用与非门和74LS161设计一个60进制计数器。
要求写出60进制计数器地详细设计过程，逻辑图在60进制计数器的基础上加进译码显示电 路，并通过实验验证。
三、实验报告要求
1、根据各题的题意，列出相应功能表或真值表，对于功能验证的部分要写出测试条件和 测试步骤；对于设计部分，要写出详细地设计过程。
2、将各测试结果填入自画的表格中。 3、写出实验总结，主要是电路调试及故障排除方面的经验和教训。
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河南工业大学EDA技术实验报告
专业电科班级1301 姓名田昂昂学号201316030103
实验地点6316+ 6515 实验日期2015-10-23 成绩评定
一、实验项目
计数译码显示电路的设计
二、实验目的
译码显示通常采用小规模专用集成电路，如74或4000系列的器件。
它们一般只能作十进制BCD码译码，然而数字系统中的数据处理和运算都是二进制的，所以4位二进制计数器是16进制的。
为了满足16进制数的译码显示，最方便的方法就是利用译码程序在FPGA和CPLD中来实现。
三、实验原理
四、仿真结果及分析
十六进制计数器计数到1111时cout产生进位信号。
当数码管显示到“71”即对应的十六进制时，计数值清零（rst0 <= ‘0’）,数码管重新从“3F”即‘1’递增至‘F’循环显示。
五、硬件验证过程及结果分析
管脚锁定好后下载到开发板上，按照引脚锁定的管脚进行正确的连线操作。
按下清零按键，显示清零，无其它操作时数码管显示循环计数。
六、实验总结
通过本次实验，对Quartus II有了进一步的学习和认识，对VHDL语言也有了进一步的了解本次实验采用VHDL语言编写程序代码，然后进行编译波形图仿真，与之前所做的原理图输入法大不一样。
采用VHDL语言，程序代码简洁，可移植性高。
在编译，波形图仿真，引脚锁定等方面与原理图输入法并无太大出入。
在设计顶层文件时，遇到了一些麻烦，但通过自己的努力终于知道顶层文件怎样生成的。
在今后的学习中应该学会认真分析程序，弄清实验原理，做实验时耐心、认真，遇到问题争取自己解决。
认真总结实验，分析波形，完成实验报告。