计数、译码和显示电路
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。
图3.11.7
(4). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧真实元件工具条“DIODE ”按钮，从弹出的对话框“Family ”栏中选“LED ”，再在“Component ” 栏中选取“LED_red ”红色发光二极管共10只，如图3.11.8所示。
将它们调出放置在电子平台上；其它元件调法不再赘述，将所有元件调齐并连成仿真电路如图所示。
图
3.11.8
图3.11.9
(5). 先将1J 置低电平，再打开仿真开关，然后再将1J 置高电平，观察发光二极管发光情况，并能解释电路工作原理。
2. 一位计数、译码和显示电路：
(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_5V ”，再在“Component ” 栏中选取4510BD 和4511BD 各一只，如图3.11.10所示，将它们放置在电子平台上。
图3.11.10
(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“Indicator”按钮，如图 3.11.10所示，从弹出的对话框“Family”栏中选“HEX_DISPLAY”，再在“Component”栏中选取“SEVEN_SEG_COM_K”，如图所示，再点击对话框右上角“OK”按钮，将共阴数码管调出放置在电子平台上。
其它元件调法不再赘述。
图3.11.10
图3.11.11
(3). 将所有元件调齐并连成仿真电路如图3.11.12所示。
图3.11.12
(4). 打开仿真开关，将1J 置低电平，2J 置高电平，每次将3J 从低电平改变成高电平，观察数码管变化情况；再将2J 置低电平，重复上述实验，并能解释之。
四、实验室操作实验内容：
1. 计数10的电路：
图3.11.13是用两片数字集成电路CD4093和CD4017组成计数10的电路，其中CD4093为含有施密特触发器的四2输入与非门。
在 THD-1型(或Dais-2B 型)数电实验箱上按图3.11.13接好电路，开关1K 由
2. 验证译码和显示功能：
在THD-1型(或Dais-2B 型)数电实验箱左上方选一片CD4011和数码管电路，将其下方的D 、C 、B 、A (或8、4、2、1)四个孔分别接到4个钮子开关上，根据表3.11.3中，D 、C 、B 、A 的编码，逐行验证译码和数码管的显示情况，是否和理论上相符
3．一位计数、译码和显示电路：
(1). 参阅计数集成电路CD4510的管脚排列图3.11.3(或图和译码驱动集成电
路CD4511的管脚排列图或图及共阴数码管脚排列图，按图接线，组成一位计数、
图3.11.14
(2).打开实验箱电源开关，先将CD4510的R端置“1”(复位)，数码管应显示“0”，再将R端置“0”。
(3). 将CD4510的D
U/端置“1”，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连，每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化。
(4). 将CD4510的D
U/端置“0”，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连，每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化，解释上述现象。
*3.设计一个两位计数、译码和显示电路：
(1).利用THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验箱左上方的译码显示电路，即CD4511与数码管已经接好，只要求用两片CD4510设计好计数电路，画出完整电路图。
(2).根据设计好的电路图在THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验箱上接好实验电路。
(3).将CP端接实验台上连续脉冲(脉冲频率选1Hz)输出孔，实现自动加或减计数、译码和显示。
五、实验报告要求：
总结整理实验结果，解释计数、译码及显示过程。
六、实验设备及材料：
1. 仿真计算机及Multisim7软件。
2. THD-1型(或Dais-2B型)数字电路实验台。
3. MF-10型万用表。
4. 电子元件：集成电路：CD4017一片、CD4093一片、CD4510两片、
CD4511一片；
共阴7段数码管1个；
100 欧姆、、10k电阻各一个；
47uF电容一个。
5. 附：集成电路管脚图。
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。
计数、译码、显示电路
（3）12 归 1 计数器设计
【由 74LS290 构成】 思路： 先构造 12 进制计数器，再由七段显示器对应显示 1~12 。
态序
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
输入
输出
EDCBA
EO
DO
CO
BO
AO
00000
0
0
0
0
1
00001
0
0
0
1
0
00010
0
0
0
1
1
00011
0
0
1
0
CP
0
↑1↑1↑ Nhomakorabea1
↑
1
↑
输入
输出
EP
ET
D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0
x
x
x
x
x
x
x
0
0
0
0
0
x
x
DC
B
A DCB
A
1
0
x
x
x
x
x
Q3
Q2
Q1
Q0
1
x
0
x
x
x
x
Q3
Q2
Q1
Q0
1
1
1
x
x
x
x
状态码加 1
（3）七段译码器 74LS48 功能表 特点: 灯测试 LT： 低有效，显示 8 消隐输入 BI： 低有效，不显示 锁 存 LE： 高有效，LE=1 锁存，显示数字不变。
B2
B1
B
B=AB1+
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、译码和显示电路
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。
计数译码显示电路实验报告总结
计数译码显示电路实验报告总结本次实验是关于计数译码显示电路的搭建和测试。
通过实验，我们掌握了计数器的原理和译码显示电路的工作原理，并能够正确地搭建和测试这些电路。
实验中，我们使用的计数器是74LS161，它是一种同步4位二进制计数器，能够实现递增和递减计数，并能够输出位宽为4位的计数值。
我们将其与译码显示电路74LS47相连，通过74LS47将计数器的输出值转换成7段数码管所显示的数字。
在实验前，我们先对74LS161计数器和74LS47译码显示电路的原理进行了学习和理解。
我们知道，74LS161计数器拥有一个时钟输入，通过时钟信号的触发，可以实现计数器的递增或递减。
而74LS47译码显示电路拥有四个输入端口，分别对应着四位二进制码的输出，通过译码器将输出值转换成7段数码管所显示的数字。
在搭建电路时，我们按照实验指导书中给出的电路图和连接方式进行了连接。
在连接时，我们要注意电路的接线是否正确，以免出现电路短路或开路等问题。
在实验过程中，我们进行了递增和递减计数的测试，观察数码管的显示结果。
我们发现，当计数器的计数值递增或递减时，数码管显示的数字也相应地改变。
这说明我们搭建的电路连接正确，电路能够正常工作。
在实验中，我们还进行了译码器的测试。
我们先将74LS161计数器的输出接到译码器的输入端口，然后将译码器的输出端口分别接到不同的7段数码管上，观察数码管的显示结果。
我们发现，译码器能够正确地将计数器输出值转换成7段数码管所显示的数字。
这说明我们搭建的译码器电路也正确无误。
总的来说，本次实验使我们掌握了计数器和译码显示电路的原理和工作方式，并能够正确地搭建和测试这些电路。
通过本次实验，我们不仅提高了自己的实验操作能力，也加深了对数字电路原理的理解。
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。
电路实验计数器、译码器和数码显示器
二.实验原理
二.实验原理
3.数码显示器
1）作用：直观的显示数码。
2）分类：
•按显示器发光段数分为七段显示或八端显示；
•按显示器所用发光材料分为荧光数码管、半导体数码 管（LED）及液晶显示器。
二.实验原理
七段数码显示器： 七段发光线段分别用a、b、c、d、e、f、g七个小写字母表示。
二.实验原理
C
四.思考题
ENDEND
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计数器、译码器和数码显示器 的应用
汇报人姓名
汇报时间：xx月xx日
掌握计数器的逻辑功能及使用方法。
01
熟悉译码器和数码显示器的使用方法。
02
一.实验目的
是数字系统的基本逻辑器件。 记录输入时钟脉冲的个数 实现分频、定时 产生节拍脉冲和脉冲序列
计数器
1
按工作方式分：同步式和异步式； 按计数进制分：二进制、十进制、任意进制； 按计数方式分：加计数、减计数、可逆计数器。
地
三.实验内容
实验箱内部已经连接
三实验内容
N：
思考：观察波形时，应选用Q3、Q2、Q1、Q0、 N哪一个作为触发信号？
Q1：
Q2：
Q3：
Q0:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
三.实验内容
05
LE为锁定输入，优先级再次之。在LT= 1、BI= 1条件下，LE接高电平，则输出a ~ g状态锁定，保持不变。
g为高电平输出有效。
BI为灭灯输入，优先级次之。在LT= 1条件下，BI接低电平，则输出a ~ g全为低电平，数码管熄灭不亮。
因此，CC4511在译码工作状态时，必须LT= 1、BI= 1、LE = 0。
实验_六计数、译码和显示电路(Y)
十进制计数器 CT74LS160(162)与二进制计数器 74LS161(163) 比较
Q0
Q1
Q2
Q3
Q0
Q1
Q2
Q3
CP
CTT CTT CTP CT74LS161 CO CTP CT74LS160 CO CT74LS163 CT74LS162 (162)与 CR LD D0 D1 D2 D3 D3 CP CR LD D0 D1 D2CT74LS160 CT74LS161(163)有何不同？ CR LD
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
也可取 D3 D2 D1 D0 = 0011 LD = CO CO = Q3 Q0
方案 2：用 “160” 的后七个状态 0011 ~ 1001实现七进制计数。
取 D3 D2 D1 D0 = 0011 ，LD = CO
1 CP
CTT Q0 Q1 Q2 Q3 CTP CT74LS160 CO
00 0 0
01 0
Z
11 0 0
10 1
Q3 Q2 Q1
n +1 n +1 n +1
= Q 2n
= Q 1n = Q 3n
即:
Q3n+1(010)=1， Q3n+1(101)=0
Q2n+1(010)=0 ， Q2n+1(101)=1 Q1n+1(010)=1 ， Q1n+1(101)=0
010 101
Z = Q 3n Q 2n 自启动失败, 改变 Q1:
Q1
n +1
n n = Q3n + Q2 Q1
010
101
这样:Q1n+1(010)=1， Q1n+1(101)=1 明显的, 能够自启动