数字显示电路实验报告完整

电工电子教学基地

《数字电子实验》课程报告实验一数字显示电路

小组成员

完成时间2012年11月9日

●Ⅰ、实验目的……………………………………… 2.

●Ⅱ、设计要求………………………………..... 3.

●Ⅲ、各模块设计方案…………………………… 4.

●Ⅳ、元件清单............................................................. 12.

●Ⅴ、电路的焊接过程与调试故障分析............…12.

●Ⅵ、仿真报告…………………………………14.

●Ⅶ、设计过程体会......................................................... 14.

●Ⅷ、参考文献 (16)

数字显示电路实验将传统的4个分离的基本实验，即基本门实验，编码器、显示译码器、7段显示器实验，加法器实验和比较器实验综合为‘—个完整的设计型的组合电路综合实验。通过本实验，要求学生熟悉各种常用MSI组合逻辑电路的功能与使用方法，学会组装和调试各种MSI组合逻辑电路，掌握多片MSI、SSI组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合设计技术，使学生具有数字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。

本次实验的目的为：

1、掌握基本门电路的应用，了解用简单门电路实现控制逻辑。

2、掌握编码、译码和显示电路的设计方法。

3、掌握用全加器、比较器设计电路的方法。

Ⅱ、设计任务与要求

1. 数字显示电路操作面板：左侧有16个按键，编号为0到15数字，面板右侧有2个共阳7段显示器，操作面板如图所示。

高位低位

图1：显示电路面板示意图

2. 设计要求：当按下小于10的按键后，右侧低位7段显示器显示数字，左侧7段显示器显示0；当按下大于9的按键后，右侧低位7段显示器显示个位数字，左侧7段显示器显示1。若同时按下几个按键，优先级别的顺序是15到0。现配备1个4位二进制加法器74LS283，2个8线-3线优先编码器74LSl48，2个四2输入与非门74LS00，2个显示译码器74LS47。

Ⅲ、各模块设计方案

该数字显示电路为组合逻辑电路，可分为编码、译码和显示电路以及基本门电路、全加器电路。实验采用的主要器件有1个4位二进制加法器74LS283，2个8线-3线优先编码器74LSl48，2个四2输入与非门74LS00，2个显示译码器74LS47。

一、基本原理分析

1. 编码电路

16线-4线编码器输入信号为15A _0A ,低电平有效,而且15A 的优

, 0

A 的优先权最低.输出3Z 2Z 1Z 0Z 为4位2进制反码(即0000-1111 ) .可用第一片的输入端I7-I0分别接15A -8A , 第二片的7I -0I 接7A -0A . 显然第一片的优先权应高于第二片,只有当15A -8A 无信号时才允许第二片工作.因此,将第一片的选通输出端Ys 和第一片的控制端S 相连,即可实现上述功能.通过与非门,将Z 3 Z 2 Z 1 Z 0取反. 2． 基本门电路，全加器电路

根据系统的要求,显示输入应为8421BCD 码,可以采用加6的方法实现.当小于9时直接输入,当大于9时,将BCD 码加6(溢出后相当于减10) 且十位进1.由74LS47的真值表可知BI/RBO LT RBI 三引脚置高电平. 3. 译码、显示电路

将经过编码、基本门电路和全加器电路得到的四位二进制经译码器得到8421BCD 码，由于采用7447显示译码器，其输出为低电平有效，因此采用共阳数码管。

二、各种芯片的功能介绍如下： 1、8—3线优先编码器74LSl48简介

在数字系统中，常采用多位二进制数码的组合对具有某种特定含义的信号进行编码。完成编码功能的逻辑部件称为编码器。编码器有若干个输入，对于每一个有效的输入信号，给与电平信号的形式表示的特定对象，产生惟一的一组二进制代码与之对应。

按照编码信号的特点和要求，编码器分为3类。即二进制编码器，可用与非门构成4-2线、8-3线编码器。二—十进制编码器，将0~9十进制数变成BCD 码，如74LS147、优先编码器。

74LS148是一种常用的8—3线优先编码器，其功能真值如表一所示。

图2：74LSl48外引线排列图

芯片工作原理

74LS148是8-3线优先编码器，其外引线排列如图2所示。7I ~0I 为8个信号输入，低电

平有效。210Y Y Y 、、为３位代码输出（反码输出）。S T 为选通输入端，当S T =0时允许编码；当S T =1时输出210Y Y Y 、

、和E X S Y Y 、被封锁，编码被禁止。S Y 是选通输出端，级联应用时，高位片的S Y 端与低位片的S T 端相连接，可以扩展优先编码功能。E X Y 为优先扩展输出端，级联应用时可作为输出位的扩展端。

74LS148功能表

输入

输出

S T

I 1

I 2

I 3I 4

I 5

I 6

I 7

I 2

Y

1

Y 0

Y

EX

Y S

Y

1

× × × × × × × × 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 × × × × × × × 0 0 0 0 0 1 0 × × × × × × 0 1 0 0 1 0 1 0 × × × × × 0 1 1 0 1 0 0 1 0 × × × × 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 × × × 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 × × 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 × 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2、3—8线二进制显示译码器74LS47简介

译码是编码的逆过程，以码器的功能与编码器相反，它将具有特定含义的不同二进制代码辨别出来，翻译成对应的输出信号。

译码器也分成3类，二进制译码器如3—8线译码器74LS138。二—十进制译码器可实现各种代码之间的转换，例如74LS145。显示译码器，用来驱动各种数字显示器，如共阳极数码驱动器74LS47。