-計(jì)數(shù)譯碼顯示電路

1、明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新1電子線路設(shè)計(jì)、測(cè)試與實(shí)驗(yàn)電子線路設(shè)計(jì)、測(cè)試與實(shí)驗(yàn)華中科技大學(xué)電子與信息工程系楊彩虹 2015.12HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路（實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路（實(shí)驗(yàn)2121）n實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膎實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理n實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求n實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康膎掌握掌握40161的邏輯功能及使用方法；的邏輯功能及使用方法；n掌握譯碼、顯示電路的構(gòu)成及使用方掌

2、握譯碼、顯示電路的構(gòu)成及使用方法；法；n進(jìn)一步熟悉計(jì)數(shù)器輸出波形的測(cè)試方進(jìn)一步熟悉計(jì)數(shù)器輸出波形的測(cè)試方法。法。n掌握計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計(jì)方掌握計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計(jì)方法。法。明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新4位二進(jìn)制同步加位二進(jìn)制同步加(遞增遞增)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 14 13 12 11 1 2 3 4 10 9 16 5 6 7 15 8 VDD CO Q0 Q1 Q2 Q3 ETT LD CR CP D0 D1 D2 D3 ETP VSS P161表表5.21.4 CC40161功能表功能表 1. 40161的邏輯功能的邏輯功能:清零清零使能使能數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入置數(shù)置數(shù)

3、進(jìn)位進(jìn)位置數(shù)置數(shù)ET=ETT&ETPCO=Q3Q2Q1Q0CRETLDCP操作狀態(tài)操作狀態(tài) 0 x x x 異步清零異步清零 1 0 x 同步預(yù)置同步預(yù)置 1 1 0 保持保持 1 1 1 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)二、二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新 CR LD D0 D1 D2 D3 CP ETP ETT Q0 Q1 Q2 Q3 CO 1 2 3 8 9 12 13 14 15 0 1 2 異異 步步 清清 零零 同同 步步預(yù)預(yù) 置置 計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 保保 持持 輸出 數(shù)據(jù)輸入 1. 40161的時(shí)序波形圖的時(shí)序波形圖明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新2. 2.

4、 構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法 & 11 12 13 14 2 6 5 4 3 CP 7 10 9 1 ETP ETT LD CR Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 VDD 1 0 1 0 & 11 12 13 14 2 6 5 4 3 CP 7 10 1 9 ETP ETT CR LD Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 VDD 1 0 0 1 利用同步預(yù)置利用同步預(yù)置清零清零利用異步清零利用異步清零優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：清零可靠清零可靠輸出沒(méi)有毛刺輸出沒(méi)有毛刺反饋反饋清零清零反饋反饋置數(shù)置數(shù)明德、厚學(xué)、求是

5、、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新3. 3. 構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)方法構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)方法 & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 1 0 0 1 CR 1 LD VDD & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 0 1 0 1 CR 1 LD VDD 進(jìn)進(jìn)位位信信號(hào)號(hào) CP 串行進(jìn)位（異步）串行進(jìn)位（異步）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單；：簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：速度較慢：速度較慢六十進(jìn)制計(jì)

6、數(shù)器六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器: :出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的可能性較大出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的可能性較大明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新 & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(1) 1 0 0 1 CR 1 LD VDD & 11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 ETP ETT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(2) 0 1 0 1 CR 1 LD VDD 進(jìn)進(jìn)位位信信號(hào)號(hào) & CP VDD & 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器六十進(jìn)制

7、計(jì)數(shù)器并行進(jìn)位（同步）并行進(jìn)位（同步）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：速度較快；：速度較快；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：較復(fù)雜。：較復(fù)雜。3. 3. 構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)方法構(gòu)成多位計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)方法明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新Pin AssignmentsPin AssignmentsTop ViewTop ViewSegment Segment IdentificationIdentificationDisplay:Display:燈測(cè)試燈測(cè)試滅燈滅燈鎖存鎖存A A3 3 A A0 0 A A1 1 A A2 2 譯碼器譯碼器CD4511BCCD4511BC4 4、譯碼顯示電路的構(gòu)成、譯碼顯示電路的構(gòu)成BCD-to

8、-7 Segment BCD-to-7 Segment Latch/Decoder/DriverLatch/Decoder/Driver與與74LS48管腳基本兼容管腳基本兼容明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新*Depends upon the BCD code applied during the 0 to 1 transition of LE.X = Dont CareTruth Table明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新 a b e d c g p f p c b e f a g d a b c d e f g p Light Emitting Diode (LED

9、) Readout共陰七段顯示器共陰七段顯示器明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新譯碼顯示電路譯碼顯示電路 4511 3 5 A3 A2 A1 A0 6 2 1 7 4 +5V 13 12 11 10 9 15 14 a b c d e f g a b c d e f g 510 p 公共公共限流限流電阻電阻明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新1413121112341098567CC4011 四 2 輸入與非門(mén) VDD 4B 4A 4Y 3Y 3B 3A 1A 1B 1Y 2Y 2A 2B VSSCD40161 MC14161MC14011 CD4011MC14511 CD4

10、511見(jiàn)見(jiàn)389389頁(yè)頁(yè) 14 13 12 11 1 2 3 4 10 9 16 5 6 7 15 8 CC40161 VDD CO Q0 Q1 Q2 Q3 ETT LD CR CP D0 D1 D2 D3 ETP VSS CC40163 4 位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 14131211123410916567158CC4511 4-7 段鎖存譯碼器/驅(qū)動(dòng)器 VDD Yf Yg Ya Yb Yc Yd Ye A1 A2 LT BI LE A3 A0 VSS a b e d c g p f p c b e f a g d 共陰數(shù)碼顯示器 芯片管腳圖芯片管腳圖明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新

11、芯片管腳圖芯片管腳圖1413121112341098567CC4023 三 3 輸入與非門(mén) VDD 3C 3B 3A 3Y 1Y 1C 1A 1B 2A 2B 2C 2Y VSS14131211123410916567158CC4027 雙 上 升 沿J-K觸 發(fā) 器 VDD 2Q 2Q 2CP 2RD 2K 2J 2SD 1Q 1Q 1CP 1RD 1K 1J 1SD VSSMC14027 CD4027MC14023 CD4023明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新三三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求n1、設(shè)計(jì)并組裝六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器觀察顯示過(guò)程繪制Q0、Q1、 Q2、Q3的波形，以及時(shí)

12、鐘CP的波形n2、譯碼顯示與數(shù)字鐘電路（選做）明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新參考邏輯電路圖參考邏輯電路圖明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新簡(jiǎn)易數(shù)字鐘電路基本功能要求 準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間； 小時(shí)的計(jì)時(shí)要求為“2424進(jìn)制進(jìn)制”，分和秒的計(jì)時(shí)要求為60進(jìn)位； 復(fù)位：可統(tǒng)一復(fù)位到零； 手動(dòng)校正時(shí)間。 當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校正時(shí)間（或稱校時(shí)）。校時(shí)是數(shù)字鐘應(yīng)具備的基本功能。對(duì)校時(shí)電路的要求是，在小時(shí)校正時(shí)不影響分的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新數(shù)字鐘電路擴(kuò)展功能要求n自動(dòng)校時(shí)：自動(dòng)

13、校時(shí)：由秒脈沖控制校時(shí)由秒脈沖控制校時(shí)n仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)：仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)：在在59分分51秒、秒、53秒、秒、55秒秒、57秒發(fā)出低音秒發(fā)出低音512Hz信號(hào)，在信號(hào)，在59分分59秒時(shí)發(fā)出秒時(shí)發(fā)出一次高音一次高音1024Hz信號(hào)，音響持續(xù)信號(hào)，音響持續(xù)1秒鐘，在秒鐘，在1024Hz音響結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。音響結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。 n定時(shí)鬧鐘定時(shí)鬧鐘：其時(shí)間自定；：其時(shí)間自定；n報(bào)整點(diǎn)：從報(bào)整點(diǎn)：從0.5秒起發(fā)出一次高音秒起發(fā)出一次高音1024Hz信號(hào)，信號(hào)，音響持續(xù)音響持續(xù)1秒鐘，間隔秒鐘，間隔1秒，幾點(diǎn)響幾聲，亦可由秒，幾點(diǎn)響幾聲，亦可由按鍵控制報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)。按鍵控制報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)。 n其他功能其

14、他功能明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖 主體電路擴(kuò)展電路時(shí)顯示器時(shí)譯碼器時(shí)計(jì)數(shù)器分顯示器分譯碼器分計(jì)數(shù)器校時(shí)電路振蕩器分頻器秒顯示器秒譯碼器秒計(jì)數(shù)器定時(shí)控制仿電臺(tái)報(bào)時(shí)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)觸摸整點(diǎn)報(bào)時(shí)1s數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分所組成 振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號(hào)，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖 秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位 分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位 小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24翻0”或“12翻1”規(guī)律計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器 計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)可以用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒 擴(kuò)展電路必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行功能擴(kuò)展 明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路備選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路備選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：n1） 電子秒表（p168擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)4 ）n2） 用192實(shí)現(xiàn)24遞減及遞增計(jì)數(shù)器（p174擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)3）n3）555相關(guān)實(shí)驗(yàn)n4）你有興趣的、難度相當(dāng)?shù)臅r(shí)序邏輯電路案例（各種計(jì)數(shù)器、脈沖產(chǎn)生與檢測(cè)電路等）明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新明德、厚學(xué)、求是、創(chuàng)新四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)