搶答器的電路制作與調(diào)試

1、項(xiàng)目二 搶答器的電路制作與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)會(huì)描述常用中規(guī)模集成電路的邏輯功能。能正確使用優(yōu)先編碼器，會(huì)描述優(yōu)先編碼器的工作原理和邏輯功能。能正確使用顯示譯碼器，會(huì)描述顯示譯碼器的工作原理和邏輯功能。能正確使用鎖存器，會(huì)敘述鎖存器的工作原理。會(huì)用中規(guī)模集成電路完成搶答器電路功能的制作與調(diào)試。工作任務(wù)1正確連接譯碼顯示電路。2 測(cè)試編碼器的功能。3測(cè)試D觸發(fā)器邏輯功能。4 四人搶答器的制作與調(diào)試。工廠、學(xué)校和電視臺(tái)等單位常舉辦各種智力比賽，搶答器是必要設(shè)備。搶答器是一名公 正的裁判員，它的任務(wù)是從若干名參賽者中確定出最先的搶答者。本項(xiàng)目主要學(xué)習(xí)幾種七段數(shù)碼顯示器、譯碼器、編碼器、D觸發(fā)器等常用集成組合

2、邏輯器件的工作原理、邏輯功能測(cè)試方法及其應(yīng)用。.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試-40 -模塊一譯碼顯示電路的功能測(cè)試學(xué)習(xí)目標(biāo)能看懂顯示譯碼器的邏輯功能真值表，能正確使用七段BCD碼鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)等 電路。會(huì)使用LED七段數(shù)碼顯示器。會(huì)用CC4511型譯碼器和FR-205( C)半導(dǎo)體數(shù)碼管連接成譯碼顯示電路。工作任務(wù)1. 繪制CC4511和FR-205 ( C)所組成的譯碼顯示電路的電原理圖。2. 將CC4511的各輸出端和 FR-205 ( C)的各輸入端相連，給 CC4511加上+ 5電源。3. 正確測(cè)試 CC4511的邏輯功能。任務(wù)一 七段數(shù)碼顯示器讀一讀二進(jìn)制代碼在數(shù)字電路中，

3、往往用 1和0組成二進(jìn)制數(shù)碼表示數(shù)值的大小或一些特定的信息，這種 具有特定意義的二進(jìn)制數(shù)碼稱為二進(jìn)制代碼。要用二進(jìn)制代碼來(lái)表示十進(jìn)制的09十個(gè)數(shù)，至少要用4位二進(jìn)制數(shù)。4位二進(jìn)制數(shù)有16種組合，可從這16種組合中選擇10種組合分別來(lái)表示十進(jìn)制的09十個(gè)數(shù)。選哪10種組合，有多種方案，這就形成了不同的BCD碼。具有一定規(guī)律的常用的BCD碼見表2-1-1。表2-1-1 常見BCD碼十進(jìn)制數(shù)8421 碼2421 碼5421 碼余三碼0000000000000001110001000100010100200100010001001013001100110011011040100010001000111

4、5010110111000100060110110010011001701111101101010108100011101011101191001111111001100權(quán)842124215421無(wú)權(quán)從表2-1-1中可以看出，8421BCD碼是選取00001001這十種狀態(tài)來(lái)表示十進(jìn)制09的。8421BCD碼實(shí)際上就是用按自然順序的二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字。因此，8421BCD碼最自然和簡(jiǎn)單，很容易記憶和識(shí)別，與十進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換也比較方便。8421BCD碼和一個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)一樣，從高位到低位的權(quán)依次為8、4、2、1，故稱為8421BCD碼。BCD碼用4位二進(jìn)制碼表示的只是十進(jìn)制數(shù)的一位

5、。如果是多位十進(jìn)制數(shù)，應(yīng)先將每一 位用BCD碼表示，然后組合起來(lái)。例如：十進(jìn)制數(shù) 1981用8421BCD碼表示為：（1981）10=（ 0001100110000001） 8421BCD做一做用七根火柴棒擺放出類似于計(jì)算器中顯示的0到9十個(gè)數(shù)字。如圖2-1-1所示。0丘丹56 7的圖2-1-1火柴棒擺放數(shù)字圖形讀一讀與火柴棒擺放的數(shù)字圖形相似，七段數(shù)碼顯示器（又稱七段數(shù)碼管或七段字符顯示器）就是由七段能夠獨(dú)立發(fā)光直線段排列成日字形來(lái)顯示數(shù)字的。常見的七段半導(dǎo)體數(shù)碼管（又稱LED數(shù)碼管）是由七段發(fā)光二極管按圖2-1-1所示的結(jié)構(gòu)拼合而成。圖2-1-2是半導(dǎo)體數(shù)碼管的外形圖和等效電路。半導(dǎo)體數(shù)碼

6、管有共陽(yáng)極型和共陰極兩種類型。圖2-1-2（b）中，共陽(yáng)極型中各發(fā)光二極管陽(yáng)極連接在一起，接高電平，ag和DP各引腳中任一腳為低電平時(shí)相應(yīng)的發(fā)光段發(fā)光；共陰極型號(hào)中各發(fā)光二極管的陰極連接在一 起，接低電平，ag和DP各引腳中任一腳為高電平時(shí)相應(yīng)的發(fā)光段發(fā)光（DP為小數(shù)點(diǎn)）。一個(gè)LED數(shù)碼管可用來(lái)顯示一位09十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略（b）等效電路圖2-1-2半導(dǎo)體數(shù)碼管5 10mA公共陰襁.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試表2-1-2列出了 ag發(fā)光段的十種發(fā)光組合情況，他們分別和十進(jìn)制的

7、十個(gè)數(shù)字相對(duì)應(yīng)。表中H表示發(fā)光的線段，L表示不發(fā)光的線段。表2-1-2七段顯示組合與數(shù)字對(duì)照表發(fā)光段 數(shù)字f abcdefg0HHHHHHL1LHHLLLL2HHLHHLH3HHHHLLH4LHHLLHH5HLHHLHH6HLHHHHH7HHHLLLL8HHHHHHH9HHHHLHH半導(dǎo)體數(shù)碼管的優(yōu)點(diǎn)是工作電壓較低(1.53V)、體積小、壽命長(zhǎng)、工作可靠性高、響應(yīng)速度快、亮度高，字形清晰。半導(dǎo)體數(shù)碼管適合于與集成電路直接配用，在微型計(jì)算機(jī)、 數(shù)字化儀表和數(shù)字鐘等電路中應(yīng)用十分廣泛。半導(dǎo)體數(shù)碼管的主要缺點(diǎn)是工作電流大，每個(gè) 字段的工作電流約為 10mA左右。七段數(shù)碼顯示器由個(gè)發(fā)光直線段組成。當(dāng)七

8、段數(shù)碼顯示器顯示數(shù)字4時(shí)所對(duì)應(yīng)的發(fā)光段是 ;當(dāng)七段數(shù)碼顯示器顯示數(shù)字6時(shí)所對(duì)應(yīng)的做一做識(shí)別圖2-1-3和圖2-1-4所示BS201 (或BS202)、BS211 (或BS222)兩種型號(hào)的半導(dǎo)體數(shù)碼管：(1) 觀察形狀，記錄型號(hào)。(2) 畫出8段LED數(shù)碼管外形圖，分析并記錄各發(fā)光段與各引腳之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(3) 找出LED數(shù)碼管公共引腳端的位置。(4) 分析顯示0到9十個(gè)數(shù)字的方法。(5) 判斷哪一個(gè)是共陽(yáng)極型LED數(shù)碼管？哪一個(gè)共陰極型LED數(shù)碼管？-42 -圖2-1-3BS201型LED數(shù)碼管圖2-1-4BS211型LED數(shù)碼管任務(wù)二分段譯碼顯示電路讀一讀日常生活中我們使用的是十進(jìn)制數(shù)，

9、而在數(shù)字電路中所使用的都是二進(jìn)制數(shù)，因此就必 須用二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)，這種方法稱為二一十進(jìn)制編碼，簡(jiǎn)稱BCD碼。七段數(shù)碼顯示器是用 ag這七個(gè)發(fā)光線段組合來(lái)構(gòu)成十個(gè)十進(jìn)制數(shù)的。為此，就需要使 用顯示譯碼器將 BCD代碼（二一十進(jìn)制編碼）譯成數(shù)碼管所需要的七段代碼 （abcdefg），以便 使數(shù)碼管用十進(jìn)制數(shù)字顯示出BCD代碼所表示的數(shù)值。顯示譯碼器，是將 BCD碼譯成驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管所需代碼的譯碼器。顯示譯碼器型號(hào)有 74LS47（共陽(yáng)），74LS48（共陰），CC4511（共陰）等多種類型。我 們主要學(xué)習(xí)CC4511, CC4511是輸出高電平有效的 CMOS1示譯碼器，其輸入為 842

10、1BCD碼， 圖2-1-5和表2-1-2分別為4511的外引線排列圖及其邏輯功能表。Vdd f gab c d e圖2-1-5CC4511外引線排列圖CC4511引腳功能說(shuō)明：A、B、C DBCD碼輸入端。a、b、c、d、e、f、g譯碼輸出端，輸出“ 1”有效，用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。LT測(cè)試輸入端，LT=“ 0”時(shí)，譯碼輸出全為“ 1BI消隱輸入端，Bl=“ 0”時(shí)，譯碼輸出全為“ 0”。.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試LE鎖定端，LE= 1 ”時(shí)譯碼器處于鎖定（保持）狀態(tài)，譯碼輸出保持在LE= 0時(shí)的數(shù)值；當(dāng)LE= 0時(shí)為正常譯碼。表2-1-3為CC4511的邏輯功能表。CC45

11、11內(nèi)接有上拉電阻，故只需在輸出端與數(shù)碼管 筆段之間串入限流電阻即可工作。譯碼器還有拒偽碼功能，當(dāng)輸入碼超過1001時(shí)，輸出全為“ 0”，數(shù)碼管熄滅。表2-1-3CC4511邏輯功能表輸入輸出LEBTLTDCBAabcdefg顯示字形XX0XXXX1111111X01XXXX0000000消隱01100001111110n u011000101100001101100101101101E01100111111001301101000110011H0110101101101101101100011111b01101111110000l101110001111111801110011110011q

12、01110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱01111110000000消隱111XXXX鎖存鎖存說(shuō)明：分段顯示譯碼器與譯碼器有著本質(zhì)的區(qū)別。嚴(yán)格地講，把這種電路叫代碼變換器 更加確切些。但習(xí)慣上都把它叫做顯示譯碼器。做一做CC4511常用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED數(shù)碼管，工作時(shí)一定要加限流電阻。由CC4511組成的基本數(shù)字顯示電路如圖 2-1-6所示。圖中BS205為共陰極LED數(shù)碼管，電阻R用于限制CC4511 的輸出電流大小，它決定 LED的工作電流大小，從而調(diào)節(jié)LED的發(fā)光亮度

13、，R值由下式?jīng)Q定：-44 -r U OH U d1 D式中UbH為CC4511輸出高電平（ Vdd）, UD為L(zhǎng)ED的正向工作電壓（1.52.5V ） ,1 d為L(zhǎng)ED的筆畫電流（約 510mA。試計(jì)算出圖 2-1-6中R的大小。A心口d圖2-1-6 由CC4511組成的基本數(shù)字顯示電路讀一讀顯示譯碼器與數(shù)碼管的連接方法1 顯示譯碼器與數(shù)碼管的選用輸出低電平有效的顯示譯碼器應(yīng)與共陽(yáng)極數(shù)字顯示器配合使用。輸出高電平有效的顯示譯碼器應(yīng)與共陰極數(shù)字顯示器配合使用。2 顯示譯碼器與數(shù)碼管的連接下面舉例說(shuō)明：SN7446A和74LS48為顯示譯碼器。SN7446A輸出低電平有效，74LS48輸出高電平有

14、效。 其他邏輯功能與 CC4511相似。SN7446的典型使用電路如圖 2-1-7所示，電阻RP為限流電阻，RP的具體阻值視數(shù)碼管 的電流大小而定。DS圖2-1-7共陽(yáng)數(shù)碼管與譯碼74LS48譯碼器的典型使用電路如圖2-1-8所示。共陰數(shù)碼管的譯碼電路74LS48內(nèi)部有.專業(yè)資料.P2 搶答器的電路制作與調(diào)試 限流電阻，故后接數(shù)碼管時(shí)不需外接限流電阻。由于74LS48拉電流能力?。?mA，而數(shù)碼管的點(diǎn)亮電流在510mA所以一般都要外接電阻推動(dòng)數(shù)碼管。UVCcc圖2-1-874LS48譯碼器的典型使用電路-46 -做一做譯碼顯示電路的測(cè)試。2-1-9畫出圖2-1-10所示的1圖2-1-9所示為譯

15、碼顯示電路的測(cè)試示意圖，則根據(jù)圖接線圖，并搭建實(shí)驗(yàn)電路。撥動(dòng)接線控制端和數(shù)據(jù)輸入端的所接電平開關(guān)，在LE= 0, LT =1 , BI = 1時(shí)，輸入數(shù)據(jù) DCBA為00001001時(shí)，觀察數(shù)碼管所顯示的字型。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)超出 范圍，如DCBA為1101或1111等時(shí)，觀察數(shù)碼管會(huì)有什么現(xiàn)象？2 在三個(gè)控制端（LE、LT、BI ）中，一次只讓一個(gè)控制端的輸入有效，分別測(cè)試三個(gè)控制端（LE、LT、BI ）的作用。參照表 2-1-3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷三個(gè)控制端（LE、LT、BI ）電平分別為多少時(shí)才能正確體現(xiàn)譯碼器的鎖定功能。8拓展性知識(shí)液晶顯示器2-1-11 所示。這液晶顯示器簡(jiǎn)稱（LCD是一種

16、平板薄型顯示器，液晶是一種既具有液體的流動(dòng)性又具 有光學(xué)特性的有機(jī)化合物。它的透明度和呈現(xiàn)的顏色受外加電場(chǎng)的影響，利用這一特點(diǎn)便可 作成字符顯示器。在沒有外加電場(chǎng)的情況下，液晶分子按一定取向整齊地排列著，如圖.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試時(shí)液晶為透明狀態(tài)，射入的光線大部分由反射電極反射回來(lái)，顯示器呈白色。在電極上加上 電壓以后，液晶分子因電離而產(chǎn)生正離子，這些正離子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)并撞碰其他液晶分 子，破壞了液晶分子的整齊排列，使液晶呈現(xiàn)混濁狀態(tài)。這時(shí)射入的光線散射后僅有少量反 射回來(lái)，故顯示器呈暗灰色。這種現(xiàn)象稱為動(dòng)態(tài)散射效應(yīng)。外加電場(chǎng)消失以后，液晶又恢復(fù)8字形，那么只要選擇不同的電

17、極組合并到整齊排列的狀態(tài)。如果將七段透明的電極排列成加以正電壓，便能顯示出各種字符來(lái)。(a) 未加電場(chǎng)時(shí)透明電極/反期(c)-48 -圖2-1-11液晶顯示器的結(jié)構(gòu)及符號(hào)液晶顯示器的最大優(yōu)點(diǎn)是功耗極小，每平方厘米的功耗在1卩W以下。它的工作電壓也很低，在1V以下仍能工作。因此，液晶顯示器在電子表以及各種小型、便攜式儀器、儀表 中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于它本身不會(huì)發(fā)光，僅僅靠反射外界光線顯示字形，所以亮 度很差。此外，它的響應(yīng)速度較低(在10200ms范圍)，這就限制了它在快速系統(tǒng)中的應(yīng)用。1. 把下列十進(jìn)制數(shù)用 8421BCD碼表示。(8421) 10(1) (2006) 102. 把下列

18、8421BCD碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。(1)(1000100100110001)8421BCD(0111100001010010)8421BCD模塊二優(yōu)先編碼器電路功能測(cè)試學(xué)習(xí)目標(biāo)能描述優(yōu)先編碼器的編碼特點(diǎn)。會(huì)使用10-4線、8-3線編碼器。工作任務(wù)1 .對(duì)照功能真值表測(cè)試 CC4532型8/3線優(yōu)先編碼器的邏輯功能。2. 對(duì)照功能真值表測(cè)試 CC40147型10/4線優(yōu)先編碼器的邏輯功能。3. 用CC40147與譯碼顯示電路相連，觀察數(shù)碼管的顯示狀態(tài)。任務(wù)一優(yōu)先編碼器讀一讀一個(gè)7層高的大樓，其每層有一個(gè)火警報(bào)警傳感器，如有火警希望在控制中心的數(shù)碼顯 示屏上能顯示出火警的樓層數(shù)，假設(shè)不會(huì)在兩層上同時(shí)

19、出現(xiàn)火警。這是一個(gè)實(shí)際使用編碼器的例子，我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)學(xué)過了譯碼顯示驅(qū)動(dòng)器電路，其輸入7個(gè)，這里無(wú)法直接與譯7種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為4位7種狀態(tài)，我們可以用 3是8421BCD碼，而現(xiàn)在其每層有一個(gè)傳感器，也就相當(dāng)于其輸入有 碼顯示電路相連，須在這兩者之間加上一個(gè)轉(zhuǎn)換電路（編碼器），將其 （或更少位）的二進(jìn)制輸出。由于7個(gè)傳感器，并且同一時(shí)刻僅一個(gè)傳感器有效，故輸入共 們可以將其狀態(tài)用真值表 2-2-1表示。位二進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)描述其狀態(tài)，假設(shè)輸入用|1、 | 2、| 3、| 4、| 5、| 6、|7、輸出為Q、0、Q。我表2-2-1 真值表|7| 6| 5|4| 3| 2|1Q00）000000100100

20、0001001000001000110001000100001000010101000001101000000111根據(jù)上面的分析我們可以畫出下圖2-2-1所示的7層大樓火警顯示工作框圖。.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試1112131415I 6I7圖2-2-17層大樓火警顯示工作框圖圖2-2-1所示框圖中的電路實(shí)現(xiàn)的就是編碼器的邏輯功能。前提條件是每一時(shí)刻僅一個(gè) 輸入有效，如果同時(shí)有兩個(gè)或兩以上輸入有效，僅對(duì)優(yōu)先級(jí)高的輸入進(jìn)行編碼，例如當(dāng)丨6“同時(shí)有效時(shí)，編碼器輸入僅對(duì)I6進(jìn)行編碼，而I5被忽略掉。優(yōu)先編碼器是有廣泛用途的一種組合電路，用于計(jì)算機(jī)的優(yōu)先中斷系統(tǒng)、鍵盤編碼系統(tǒng) 中。編碼器

21、的邏輯功能是將加在電路若干個(gè)輸入端中的某一個(gè)輸入端的信號(hào)變換成相應(yīng)的一組二進(jìn)制代碼輸出。常用的編碼器集成電路有8/3線優(yōu)先編碼器和10/4線優(yōu)先編碼器等器件。編碼器的輸入信號(hào)是互相排斥的。在優(yōu)先編碼器中允許幾個(gè)信號(hào)同時(shí)輸入，但是電路只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別最高的進(jìn)行編碼（優(yōu)先權(quán)的順序完全是根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定的），不理睬級(jí)別低的信號(hào)，或者說(shuō)級(jí)別低的信號(hào)不起作用，這樣的電路叫做優(yōu)先編碼器。如圖2-2-2所示是3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器的示意圖。I。I 7是要進(jìn)行優(yōu)先編碼的 8個(gè)信號(hào)，丫0丫2是用來(lái)進(jìn)行 優(yōu)先編碼的3位二進(jìn)制代碼。表 2-2-2為3位二進(jìn)制優(yōu)先編碼器的功能真值表。丫2YiYo表2-2-23位二進(jìn)制

22、優(yōu)先編碼器功能真值表I7I 6I 5I 4I 3I 211I 0丫2丫1丫000000001000000000100010000010001000001000011-50 -00010000100001000001010100000011010000000111看一看認(rèn)識(shí)8線-3線優(yōu)先編碼器 CC4532圖2-2-3為CC4532的外引線排列圖。表 2-2-3為其功能表。VDD _Ys Ygs I3 I2 I1 Io Yo帚石有阿詞 11花pJCC4532I4I5 I6I7 ST 丫2 丫！ Vss圖2-2-38/3線優(yōu)先編碼器 CC4532的外引線排列圖I 0I 7：數(shù)據(jù)輸入端；ST:選通控

23、制端；“D：電源VSs：地丫0丫2：編碼輸出端S：組選通輸出端Ys：選通輸出端表2-2-3 優(yōu)先編碼器CC4532的功能表輸入輸出STI 7I 6I 5I 4I 3I 2I 1I 0YgsYs丫2Y1丫0LXXXXXXXXLLLLLHLLLLLLLLLHLLLHHXXXXXXXHLHHHHLHXXXXXXHLHHLHLLHXXXXXHLHLHHLLLHXXXXHLHLLHLLLLHXXXHLLHHHLLLLLHXXHLLHLHLLLLLLHXHLLLHHLLLLLLLHHLLLLCC4532可將最高優(yōu)先輸入17I o編碼為3位二進(jìn)制碼，8個(gè)輸入端I 7I o具有指定優(yōu)先權(quán)，I 7為最高優(yōu)先權(quán)，

24、I 0為最低，當(dāng)片選輸入 ST為低電平時(shí)，優(yōu)先編碼器無(wú)效。當(dāng)ST為高電平，最高優(yōu)先輸入的二進(jìn)制編碼呈現(xiàn)于輸出端丫2丫），且組選端Ygs為高電平，表明優(yōu)先輸入存在，當(dāng)無(wú)優(yōu)先輸入時(shí)，允許輸出YS為高電平，如果任何一個(gè)輸入為高電平，則Ys為低電.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試平且所有級(jí)聯(lián)低階級(jí)無(wú)效。想一想當(dāng)I 6和I 5同時(shí)有效，其它輸入無(wú)效時(shí)，輸出編碼為任務(wù)二編碼器電路測(cè)試讀一讀十線-四線編碼器也叫做 BCD編碼器。中規(guī)模集成8421 BCD碼優(yōu)先編碼器主要有 CC40147 LS147等?，F(xiàn)以圖2-2-4所示的CC40147電路為例，說(shuō)明 BCD編碼器的工作原理，表2-2-4為CC4014

25、7的功能表。表2-2-4與表2-2-2很相似，只是編碼輸入變?yōu)?0個(gè)，編碼輸出變?yōu)?位，沒有功能擴(kuò)展輸出。Vdd Io Y3 I3 I21l I9 Yo両74帀1 阿冋J(rèn)CC401471Lzl13上6Lz8|141516|718 丫2Y1VSS圖2-2-48421BCD碼優(yōu)先編碼器CC40147的外引線排列圖表2-2-4優(yōu)先編碼器CC40147的功能表輸入輸出I 011I 2I 3|4I 5I 6I 7I 8I 9丫3丫2YY0HLLLLLLLLLLLLLXHLLLLLLLLLLLHXXHLLLLLLLLLHLXXXHLLLLLLLLHHXXXXHLLLLLLHLLXXXXXHLLLLLHLH

26、XXXXXXHLLLLHHLXXXXXXXHLLLHHHXXXXXXXXHLHLLLXXXXXXXXXHHLLHLLLLLLLLLLHHHH-52 -做一做丫3DiD2D4 D5D6 D7 =BCD碼編碼器Yi七段顯示譯碼器YoD9圖2-2-5BCD碼編碼器和七段譯碼顯示電路的框圖MTLIInvLRO15rCC4511L4JEl圖2-2-5BCD碼編碼器和七段譯碼顯示電路的接線圖1 如圖2-2-5所示是BCD碼編碼器和七段譯碼顯示電路的框圖。1. 用8421BCD編碼器（CC40147和七段譯碼器（CC4511及LED數(shù)碼管（BS205）組成一個(gè)1位十進(jìn)制09數(shù)碼顯示電路。根據(jù)圖 2-2-5畫

27、出圖2-2-6所示的接線圖。3在D0D9端逐個(gè)輸入高電平（+5V）信號(hào)，觀察數(shù)碼管數(shù)字顯示的變化情況，記錄測(cè) 試結(jié)果，并填入下列表 2-2-5中。4在D0D9中任選幾個(gè)輸入端，同時(shí)加 5V電壓，觀察數(shù)碼管的顯示情況，并做好記錄, 了解D）D）的優(yōu)先權(quán)級(jí)別高低的順序。表2-2-5數(shù)碼管顯示字型記錄輸入數(shù)碼管顯示字型D9D8DzD6D4D3D2DDo.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試LLLLLLLLLHLLLLLLLLHXLLLLLLLHXXLLLLLLHXXXLLLLLHXXXXLLLLHXXXXXLLLHXXXXXXLLHXXXXXXXLHXXXXXXXXHXXXXXXXXX拓展性知識(shí)譯碼

28、器的作用是將輸入代碼轉(zhuǎn)換成特定的輸出信號(hào)。假設(shè)譯碼器有n個(gè)輸入信號(hào)和N個(gè)輸出信號(hào)，如果N=2n，就稱為全譯碼器，常見的全譯碼 器有2線一4線譯碼器、3線一8線譯碼器、4線一16線譯碼器等。如果NC1S1S&SSdQQ(b)圖2-3-2 主從RS觸發(fā)器邏輯符號(hào).專業(yè)資料.2 邏輯符號(hào)主從RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)如圖2-3-2 (b)所示。3 真值表根據(jù)圖2-3-2經(jīng)分析可得主從RS觸發(fā)器的直值表表2-3-2。表2-3-2 主從RS觸發(fā)器的直值表SR_n+1QP2搶答器的電路制作與調(diào)試、主從JK觸發(fā)器1 電路結(jié)構(gòu)00Q01010111不定（禁止）4主從RS觸發(fā)器的邏輯功能：主從RS觸發(fā)器具有“置0”、

29、“置1”、“保持”三個(gè)邏輯功能。主從JK觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)如圖2 邏輯符號(hào)主從JK觸發(fā)器的邏輯符號(hào)如圖2-3-3 （a）所示。2-3-3 （b）所示。說(shuō)明：該觸發(fā)器是CP下降沿（負(fù)脈沖）觸發(fā)有效（有小圓圈）。圖2-3-3 JK觸發(fā)器3 真值表根據(jù)圖2-3-3經(jīng)分析可得主從JK觸發(fā)器的真值表2-3-3。表2-3-2JK觸發(fā)器真值表JKQn 100Qn11Qn0101014 邏輯功能JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四個(gè)邏輯功能。-61 -四、D觸發(fā)器1電路結(jié)構(gòu)D觸發(fā)器可由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而成，如圖 2-3-4 (a)所示，只要在JK觸發(fā)器的K端接一 個(gè)非門，再接到J端，引出一個(gè)控制端 D,即可組成

30、D觸發(fā)器。圖2-3-4 (b)為D觸發(fā)器的 邏輯符號(hào)。DrQrQ(a)邏輯連接圖(b)邏輯符號(hào)圖2-3-4 用JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器2 真值表D觸發(fā)器實(shí)際上是 JK觸發(fā)器中J豐K條件下的特殊電路。當(dāng) D=0時(shí)Q+1=0 (相當(dāng)于J=0 , K=1時(shí)的情況)，當(dāng) D=1時(shí)Q+1=1 (相當(dāng)于J=1, K=0時(shí)的情況)。由此得到 D觸發(fā)器的真值 表 2-3-3 。表2-3-3D觸發(fā)器真值表DQn100113 邏輯功能根據(jù)真值表2-3-3可知，D觸發(fā)器具有“置0”和“置1”的邏輯功能。五、T時(shí)鐘觸發(fā)器1 電路結(jié)構(gòu)與D觸發(fā)器相似，T觸發(fā)器也可由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而成，如圖2-3-5 (a)所示，只要將J

31、K觸發(fā)器的J端和K端，直接連接在一起，引出一個(gè)控制端 T,即可組成T觸發(fā)器。圖2-3-5 (b) 為T觸發(fā)器的邏輯符號(hào)。(a)邏輯連接圖(b)邏輯符號(hào)圖2-3-5 用JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器2 真值表T觸發(fā)器實(shí)際上是 JK觸發(fā)器中J=K條件下的特殊電路。當(dāng)T=0時(shí)Cf=Q (相當(dāng)于J=K=0時(shí)的情況)，當(dāng)T=1時(shí)Qn 1 Qn (相當(dāng)于J=K=1時(shí)的情況)。由此得到T觸發(fā)器的真值表.專業(yè)資料.P2搶答器的電路制作與調(diào)試2-3-4。表2-3-4 T觸發(fā)器真值表DQn 10Q1Qn3 邏輯功能根據(jù)真值表2-3-4可知，T觸發(fā)器具有“保持”和“翻轉(zhuǎn)”的邏輯功能。因此T觸發(fā)器又稱為可控計(jì)數(shù)型觸發(fā)器。做

32、一做測(cè)試雙D觸發(fā)器CC4013的邏輯功能：1圖2-3-6所示為CC4013邏輯功能測(cè)試原理圖，CP為時(shí)鐘輸入信號(hào)，上升沿有效。圖2-3-6中，使用按鈕J4連接CP端，按下J4瞬間模擬上升沿信號(hào)(0 1即f),松開J4瞬 間模擬下降沿信號(hào)(10即J)。發(fā)光二極管 LED1 “亮”表示D觸發(fā)器輸出為“高電平” (即CT=1)，發(fā)光二極管LED1 “暗”表示D觸發(fā)器輸出為“低電平”(即CT=O)。2.根據(jù)圖2-3-6畫出圖2-3-7所示的接線圖。3測(cè)試Rd和Sd的復(fù)位、置位功能。(1) 合上J1觀察發(fā)光二極管 LED1的狀態(tài)。打開J1，合上J2再次觀察發(fā)光二極管 LED1 的狀態(tài)。(2) 同時(shí)合上J

33、1、J2,觀察發(fā)光二極管 LED1的狀態(tài)。4測(cè)試D觸發(fā)器的邏輯功能。(1) 先合上J3，再按下J4，觀察發(fā)光二極管 LED1的狀態(tài)。(2) 先按下J4,再合上J3，觀察發(fā)光二極管 LED1的狀態(tài)。松開 J4，觀察發(fā)光二極管LED1的狀態(tài)。要求按表2-3-5要求進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果填入表2-3-5中。-62 -.專業(yè)資料.C7VIMAM9 H17o-b-K34=F4=rCC4013邏輯功能測(cè)試原理圖圖 2-3-6CC4013VR1 100KQR2 1O0KQRS 1OCKQ14 13 12 11 10 9 o圖2-3-7CC4013邏輯功能測(cè)試接線圖表2-3-5CC4013邏輯功能測(cè)試記錄DC

34、PQ+1Q=o時(shí)Q=1時(shí)01 (T)P2搶答器的電路制作與調(diào)試1宀 0 (J)10 1(T)1宀 0 (J)想一想1輸出狀態(tài)和輸入信號(hào)相同的觸發(fā)器叫 觸發(fā)器。2 邏輯電路如圖2-3-8所示。這是一個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，其Q端與D端連接在起。已知CP波形，試畫出輸出Q端的信號(hào)波形。設(shè) Q的初狀態(tài)為0。L1D QCPC1 QDQCP(a)(b)圖2-3-8D觸發(fā)器及其波形3若要將四位寄存器清零，D觸發(fā)器 吊端接應(yīng) (有效、無(wú)效)。任務(wù)二數(shù)碼寄存器讀一讀數(shù)碼寄存器是存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)碼的時(shí)序電路組件，它具有接收和寄存二進(jìn)制數(shù)碼的邏輯功 能。在實(shí)際的數(shù)字系統(tǒng)中，通常把能夠用來(lái)存儲(chǔ)一組二進(jìn)制代碼的同步時(shí)序邏

35、輯電路稱為寄 存器。由于觸發(fā)器有記憶功能，因此利用觸發(fā)器可以方便地構(gòu)成寄存器。由于一個(gè)觸發(fā)器能 夠存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)碼，所以把n個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘端口連接起來(lái)就能構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)n位二進(jìn)制碼的寄存器。圖2-3-9(a)為74LSI75外引線排列圖，圖 2-3-9(b)所示是由D觸發(fā)器組成的4位集成寄存器74LSI75的邏輯電路圖。其中，Rd是異步清零控制端。DoD是并行數(shù)據(jù)輸入端，CP為時(shí)鐘脈沖端，QQ是并行數(shù)據(jù)輸出端，Q0Q3是QQ的反碼數(shù)據(jù)輸出端。圖2-3-9(b)所示電路的數(shù)碼接收過程為：將需要存儲(chǔ)的四位二進(jìn)制數(shù)碼送到數(shù)據(jù)輸入端D0D,在CP端送一個(gè)時(shí)鐘脈沖，脈沖上升沿作用后，四位數(shù)碼并行地出現(xiàn)在

36、四個(gè)觸發(fā)器Q端。表2-3-6 為74LS175的功能表。-64 -Vcc Q3Q3 D3D2Q2 Q2 cp16申嚴(yán)1312訐甲74LS175RdLI LLILlILLILMUllQo Q D0 Di Qi Qi GND(a)外引線排列圖FoFFF1-Q2-Q3-QF2FFF3laQ1D C1 R1D C1Ci1D 、 Rr $IQ1D C1 RCP RdDoDiD3(b) 邏輯圖圖2-3-94位集成寄存器74LS175表2-3-674LS175的功能表清零時(shí)鐘輸入輸出工作模式CRCP1D2D3D4D1Q2Q3Q4Q0XXXXX0000異步清零1f1D2D3D4D1D2D3D4D數(shù)碼寄存:11XXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持10XXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持P2-M3.3 鎖存器讀一讀一位D觸發(fā)器只能傳送或存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)，而在實(shí)際工作中往往希望一次傳送或存儲(chǔ)多位 數(shù)據(jù)。為此可把多個(gè) D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端口 CP連接起來(lái)，用一個(gè)公共的控制信號(hào)