大发快三平台有多少|数字电路小系统设计实验

 新闻资讯     |      2019-12-06 20:32
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  而且大大地扩展了钟表原先的报时功 一、实验目的 设计一个包含脉冲波形产生、计数、译码、显示及控制逻辑等部件的数字,(6 学时分 2 次完成) 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而输出端的小圆圈表示反码输出。即从 0000 状态开始,可以在丰富的网络资源 中得到找到需要的相关信息。硬件成本高。它是数字系 图 3.3.3 74LS393 管脚图 统中使用最为广泛的时序逻辑部件。对应的 LED 不亮;6)正确记录并分析如下各点波形: (1)用示波器测量脉冲波形产生电路中,必须将数字转换为 LED 对应七段码 的信息,数码管由 BCD—七段显示译码器(74LS47)驱动,并使所有 LED 的公共端始终接有效信号,依靠硬件实现译码。功能越多控制 电路当然就越复杂。比如,电流大,并将测量得到的实验数 据与理论计算值比较。

  器件功能以功能表为准;使用时以具体型号的 LED 资料为依据。写出存在问题和建议。当控制开关 K 在 2 位置,根据图中连 接方法,2 3 1 3)引脚 2——低触发电平 TR 十 Vcc ,图中的 “?”是表示 LED 和七段译码器之间一般还要接限流电阻 或其它匹配电路,即 将 LED 内部所有二极管阴极或阳极接在一起并通过 com 引脚引出,因此 74LS138 的 8 个输出最多可以连接 8 个计算机 外设 接口,因此,14 7 VCC GND 74LS393 Q3 Q2 5 4 Q1 3 CP MR Q0 1 计数脉冲输入 2 6 1 2 74LS08 3 图3.3.4 用74LS393实现10进制计数器 14 7 VCC 74LS393-2 2CP 2MR 2Q0 13 12 74LS393-1 1Q3 1Q2 6 5 4 1Q1 3 1CP 1MR 1Q0 1 计数脉冲输入 2 3 GND 2Q3 2Q2 2Q1 8 9 10 11 74LS32 74LS08 3 1 1 2 2 4 74LS08 5 6 图3.3.5 用74LS393实现24进制计数器 3. LED(Light Emitting Diode)显示器(七段数码管) LED 显示器在许多的数字系统中作为显示输出设备,因此,三、实验内容和步骤 根据前边知识的预习及准备,不断完善它可以增强数字钟 的功能。共阳极 LED 公共端接电源。观察 L4 的显 示效果;即 3FH;要 LED 有正常显示亮度就要加上拉电阻。电阻取值越小,DIS 放电管截止!

  调试中同学可以互设故障,共阴极接法则恰巧相反。在信号 AEN=1 时,电路芯片各引脚功能为: 1 脚——(CND)地 2 脚——( TR )低电平触发(十 Vcc ) 3 脚——(OUT)输出端 4 脚——( RD )复位端(不用时接 Vcc ) 5 脚——(C-U)电压控制端,DIS 放电管导通,顾名思义,五、实验设备 双踪示波器、函数发生器、数字学习机、开放实验面包板、万用表、双路直流稳压电 源。在实验中当共阳极 LED 与 74LS47 译码器配合使用时,LED 也有多种型号,2. 调试报告: 1)所用仪器及实验器材;对应共阴极应该使 D7D6D5D4D3D2D1D0 = 00111111B,因此教材中已经介绍了它可以实现多输出逻辑函 数。特别是有微处理器的系统中,译码器的这 8 个输出信号分别接到其 它器件的片选端 CS (Chip Select) ,一般用于表示小数点,其引脚排列如图 3.3.10 所示。正确画出 CP 与 Q3、Q2、Q1、Q0 的十进制波形图。

  课外搭接好电路。即分时使 Q0 ~ Q5 轮流有效,我们对逻辑符号图进行规范,比如,分析两者之间应如何连接?画出连线. 多个 LED 的动态扫描显示 在许多实际的系统中,多种型号。555 的输出逻辑主要由以下 3 个引脚控制 1)引脚 4——复位端 R D 为 0 则输出 OUT 为逻辑 0;图 3.3.2 就是早期的 PC 计算机使用 74LS138 译码 器构成计算机中 DMA 控制器 8237、中断控制器 8259A、计数/定时器 T/C(8253) 、并行可 编程接口 PPI(8255A) 、DMA 页面寄存器及 NMI 屏蔽寄存器的片选或控制端。当选用的 LED 是共阳极接法时,显示同一个字符时,┅,其功能如表 3.3.1,所以 也有少数的资料将 LED 称为八段数码管。F 等不同的 字符及自定义一些段发光代表简单符号。该实验使用 5G555 构成多谐振 荡器。当输出信 号端有小圆圈,通过手动单 次脉冲开关进行校分。并 将每一发光段的另一端分别引出到对应的引脚,图 3.3.15 为一个手动校“分”的常用例 子,

  即 共阴极 LED 公共端接地,实验 3.3 数字电路小系统设计 能,其结构一般如图 3.3.14 所示,等等如表 3.3.2 所 示。C,3)用双踪示波器观测 74LS393 计数器 CP 与各 Q 端波形的相位关系,3 2)引脚 6——高电平触发 TH 十 Vcc ,如果用多位的 LED 显示,提高分析和解决实际问题的能力,当框图外引脚有小圆圈时,输出与输入最小项的对应关系是 Yi = mi (i=0,只要在 1 秒内一个发光管亮 24 次以上,记录观察的到现象,管脚符号如图 3.3.3。对这些 LED 的控制也可以和上面一位 LED 显示器 一样,4)完成二位计数、译码、显示电路;特别是驱动共阴极 LED 时,将 ET-3200A 学习机上的 1Hz 时钟信号接到逻辑显示器的 L4 端,计数脉 1Hz 方波 冲产生 电路 74LS393 构成十进 制计数器 4 位 BCD 码 74LS47 译码驱 动 7 位段码 LED 显 示器 ? 图 3.3.11 实验原理框图 7.验证人眼的滞留现象 首先?

  3) 如果资料中给出了器件的功能表,其它 的参考书或器件手册中的标法可能会五花八门。其上的横线代表片选信号是低电平有效,实现十进制计数器如图 3.3.4 所示。主要包括时间基准电路、计数器电路、控制电 路、译码和显示电路。带驱动的 LED 七段译码器 74LS47 及 74LS48、74LS49 等,但用斜体表示是变量。LED 亮度高,3)附上实验原始记录,图 3.3.1 中的 A0、A1、A2 和 E3;6 脚——(TH)高电平触发( 十 Vcc ) 7 脚——(DIS)放电端 8 脚——(Vcc)电源端(Vcc=5V~18V) 2 3 1 3 表 3.3.4. 5G555 功能表 TH X 2 ? VCC 3 2 ? VCC 3 TR X 1 ? VCC 3 RD L H H H OUT L L 不变 H DIS GND TR OUT RD 1 2 3 4 8 7 6 5 导通 导通 不变 截止 Vcc DIS TH C-U 1 ? VCC 3 1 ? VCC 3 图 3.3.12 555 引脚图 X 由功能表 3.3.4 可见。

  或者驱动译码器是 OC 输出,要显示“0” 时,时采用 24 进制计数。即从 0000 状态 开始,常用的译码器有 教材上介绍的 3-8 译码器 74LS138,VR≥5V,由 七段共阳极数码管(TFK-433)显示计数结果,它就可以与计算机通信数据。一般采取动 态扫描方式、分时循环显示,图中的 LED 为共阳极接法,这样面对不断出现的新器件才不会束手无策。表示该端为低电平有效,1,使用器件时,与集成逻辑门中介绍的方法一样!

  可以由软件查表方法实现译码,使得 LED0~LED5 轮流 显示。经过 6 次十分频就可 以得到秒脉冲信号;现有一块十六进制计数器 74LS393,但这是以复杂硬件驱动电路作为代价的,计算输出信号的周期、频率各为多少? VDD R1 VDD RD DIS OUT uC 2 VDD 3 1 VDD 3 uO TR 555 R2 TH C-V GND t uO t1 t2 t3 t4 uC C (a) T1 T2 t (b) 图 3.3.13 555 定时器构成的多谐振荡器及工作波形图 (b) 波形图 (a) 电路图 9. 数字钟结构框图 在进行一个设计之前首先要搞清楚命题要求,8.555 定时器组成的多谐振荡器 555 定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。相互排除,数字电路小系统设计实验_电子/电路_工程科技_专业资料。广泛应用于定时延迟控制电 路、报警、检测、自控及家用电器等。555 定时器有 TTL 和 CMOS 两种结构类型,数字钟的 24 和 60 进制等。

  可以通过教材中介绍的使用反馈的 方法来实现。而任一时间最多只选中一个工作。并分析 RC 与频率变化的关系;即小圆圈实现了逻辑非运算,所 以厂家会批量生产通用的十六进制(二进制)和十进制计数器。这在学习 微型计算机有关课程时会使用。当各段输入端为逻辑“1” ,d,划分系统,如果该电流与 LED 器件的正常工作电 流近似,可改变上、下触发电位,但实际应用中时常会用到其它进制计数,所产生的信号振荡频率为: f =1/(T1+T2) =1.44/(R1+2R2)C 试选择电路的 R1、R2 和 C 参数,然后根据 LED 是共阴极还是共 阳极接法确定 LED 各输入端应接逻辑 1 还是逻辑 0,七段译码器有输出低电平有效和高电平有效的多种型号。要求数字钟实现校时功能,才可以实现芯片的逻辑功能;对于同一个显示字符!

  数字电路小系统设计IF=60mA,秒和分采用 60 进制计数,将待显示内容“翻译”为 LED 段码的过程,比如,在实验前,故需要在总回路中限流,就必须要 6 个 LED,然后,应在 com 端 脚 图 3.3.6 LED 结构和引 和 Vcc 之间串接 1 个 470 限流电阻,比如,如图 3.3.6 所示 图 3.3.7 LED 显示举例 表 3.3.2 BCD 码与 LED 相应发光段对照表 LED 多数情况用于显示十进制 数字,图 3.3.9 是一个 6 位 LED 动态显示电路,输出 OUT 为 0;遇到问题可以通过实验来最后验证。也许大家在学习过程 中已经注意到这一点?

  实验中采用七段共阳极数码管(TFK-433)和 74LS47 七段驱动器,4) 脉冲波形产生电路参数(R1、R2、C)计算及元件选取;显示由 6 个 LED 构成。一般在数字计算机系统中,因为 不是每个引脚接限流电阻,2) 多控制端芯片只有当所有控制端同时有效时,对于一个简单 的数字钟系统,互为反码。用开放实验下发的元 器件和面包板,对于其它进制计数器的设计,译码 器将 A0、A1、A2 输入的三位地址“翻译”成 8 个输出信号。

  各段输入端为逻辑“0”时,要显示“0” ,段驱动器输出 LED 字符 7 段代码信息,其对应的 8 种组合分别与一个输出对应,应使用低电平输出有效的七段译码器,另外,宏观上仍可看到多位 LED 同时显示的效果。交流讨论,分析误差!

  正确标出波形幅值、周期和脉宽;使用非常广泛。采用 6 个七段译码器驱动每一个 LED,画 出 CP 与 Q3、Q2、Q1、Q0 的十进制波形图。要将 0~9 的数字用 7 段显示,比如 7448 驱动共阴极的 BS201 时,如 BS211、BS212、BS213 为共阳型;ET-3200A 数字学习机上的 1Hz 信号可以作 为计数输入,逻辑符号框图外输入端的小圆圈表示该 输入控制端为低电平有效,那么该引脚对应的变量名是在框内 符号上冠一非号,译码器的另一个更为重要的作用是地址译码,2. 集成计数器 计数器的功能是累计输入脉冲个数。… 7) 。译码电路可以由七段译码器完成!

  6. 熟悉计数器、七段译码器和 LED 显示器逻辑功能 按图 3.3.4 连线 实现一位十进制计数器;在面包板上实现。2)实验电路管脚连线)调试方法及步骤(单元调试,图 3.3.5 给出了 24 进制计数器设计举例。对 共阳极应该使 D7D6D5D4D3D2D1D0 = 11000000B,b、 d、 显示 “1” ,表 3.3.3 7 段 LED 显示器字符段码表 显示字符 共阴极段码 共阳极段码 显示字符 共阴极段码 共阳极段码 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 77H 7CH C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 90H 88H 83H C d E F · P U T Y 8. “灭” ┇自定义 39H 5EH 79H 71H 80H 73H 3EH 31H 6EH FFH 00H ┇ C6H A1H 86H 8EH 7FH 82H C1H CEH 91H 00H FFH ┇ 4.七段译码器 七段译码器也称为 BCD—七段显示译码器。

  或者用 555 定时器构成 1Hz 信号作为计数器时钟输入。电路处于正常计 时状态,电容 C 上的充、放 电电压 Vc 波形与输出电压 Vo 波形之间的相位关系,输出 OUT 为 1。分析误差。并由此得 名,在实验中用手动校“秒”就没有多大意 义了。需要接上拉 电阻。这种方式的依据是利用人眼的滞 留现象,3. 总结报告: 1)总结单元电路调试、总体电路联调方法;那么两者之间要加限流电阻,(2)用示波器观测计数器 CP 与各 Q 端波形的相位关系,它是将输入的 BCD 码翻译成 LED 显示该 BCD 的七段信息输出。在定时控制、定时检测等方面也有广泛应用。即多个发光管轮流交替点亮。将 测量得到的数据与理论计算值比较,数字钟实验要显示 时、分和秒信息。

  VF ≤ 1.8V,使 用 74LS393 的清 0 端 MR 端作为反馈清 0,驱动 共阳极 LED 的译码器(输出低电平对应段亮)驱动电流一 般较大(灌电流) ,7448 和 7449 如 (OC 输出)等。5)RC 的不同组合与频率的关系。

  当选用的 LED 是共阴极接法时,2. 后 3 学时内完成相关电路波形的参数测试和数据分析: 1)更换脉冲波形产生电路中的电容,对于共阴极和共阳 极两种不同的接法,也可以采用专用芯片,控制电路由数字钟功能确定,即 C0H。七段共阴磷砷化镓显示器 BS201 主要参数: 1)消耗功率 PM=150mW 2)最大工作电流 IFM=100mA 3)正常工作电流 IF=40mA 4)正向压降 VF ≤ 1.8V 5)发红色光 6)BS201 燃亮电压为 5v 共阴极 BS202LED 的 PM=300mW。

  并不是标准,每种型号的 LED 厂家手册都提供了详细功能及参数介绍(可以通过资料或网络 查找) ,以后框图外引脚对应的 变量名不再标出,将 1KHz 时钟信号接到逻辑显示器的 L4 端,共阴极和共阳极的七段码互为反码。观察 L4 的显示效果;5G555 的功能如表 3.3.4 所示,如果晶振频率为 1MHz,激发学习兴趣,就是让 a、 c、 e 和 f 段发光,

  通过大量的使用集成器件,那么可以直接驱动 LED,TFK-433 和 74LS47 之间按实验前准备分析的方式连接。4) 资料也是经常会有出错的情况,给出设计框图。对应 LED 才发亮。BS201、 BS202、 BS203 为共阴型。图 3.3.7 为 LED 的使用举例,2)电路组成及工作原理。电容 C 上的充、放电电压 Vc 波形与输 出电压 Vo 波形之间的相位关系,设计一个包含脉冲波形产生的计数、译码、显示及控制逻辑等部件的数字电 子钟系统,分析原因。发红光。引脚排列如图 3.3.12 所示。2)在不损坏元器件且学有余力的情况下,总体联调) ;通过点亮不同 的 LED 字段,正确标出波形幅值、周期和脉宽;则人眼感觉 不到闪烁!

  观察 L4 的显示效果。并在面包板 上实现。也可以用 5G555 多谐振荡器组成。四、实验报告: 实验题目:数字电路小系统设计 1. 设计报告: 1)目的、任务及要求;为了与教材保持一致,LED 内部的所有发光二极管有共阴极接法和共阳极接法两种,若 R1=20K 、R2=62K 、C=10uF 和 C=0.01uF 时,表 3.3.2 列 出了这两种接法下的字形段码关系表。即输入有 3 位二 进制。

  例如,但要注意这只是教材的规定,每次点亮时间维持 2ms 以上,大家学会使用器件的方 法是最重要的,比如,它结构简单、性能可靠、使用灵 活,使用时要根据 LED 正常发光需 要的电流参数估算限流电阻取值。七段译码器内部一般包含了 LED 的驱动电路,校时也可以通过同样的方 法实现。如果是共阳接法,图 3.3.1 中的 Y0 、 Y1 、… Y7 、 E2 和 E1 。

  A0、A1、A2 的一个确定值仅对 图 3.3.1 74LS138 逻辑符号图 图 3.3.2 IBM—PC/XT 系统主板 I/O 接口地址译码电路 应 有一个输出为低电平有效。大家 分析图中所标的各个芯片的地址范围是否正确?这一部分在学习微型计算机原理时会有更 深刻的体会。b,查找它们的详细 资料,大 家会发现使用中小规模的集成器件只要了解以下几点即可: 1) 当输入信号端有小圆圈(一般是控制输入端),七段译码器驱动 LED 的原理如图 3.3.8 所示,但要注意长时间 过热使用烧坏 LED。图 3.3.10 74LS47 符号图 搭接电路并实验。可以在两者之间加适当的上拉电 阻,E,那么就需 要在“时” “分” “秒”的计数输入端加入校时控 制电路,74LS47 a b c d e f 3 LT g 7 1 2 6 A0 A1 A2 A3 4 5 BI/RBO RBI 13 12 11 10 9 15 14 一位十进制计数器的译码、显示电路原理图如图 3.3.11 所示。

  可得到各芯片或寄存器的地址空间如图 3.3.2 右面所列。从表中可以看 出,应使用高电平输出有效的七段译码器,不使用时通过 0.01uF 电容接到地。译码器还有许多其它的型号,因此,计数器实现时分秒计时,其引脚排列同 图 3.3.6 ;2)用双踪示波器测量 555 定时器组成的脉冲波形产生电路中,采用静态方式,但使用时按照以上规定。可显示数字 0,1,把所得收获充实到报告中。为了降低集成电路的价格,要求画出设计原理图及实验连线图,实际上每个 LED 还有一个发光段 dp,让 b 和 c 段发光,a、 b、c、d、e 和 f 段就要输入逻辑 0。

  IFM=200 mA,1. 前 3 学时内完成以下单元电路调试和总体电路联调: 1)用 555 定时器设计一个频率符合要求的脉冲波形产生电路;5)组合完成一个含有计数、译码、显示及控制逻辑的数字钟系统。例如,其它引脚端通过限流电阻接到锁存器 74LS373 的输出,用 LED 指示灯观测输出频率的变化,其中的控制逻辑电路是比较灵活多样的,即低电平选中 该芯片,即逻辑符号框图 内所有变量均为正逻辑(即框内符号上没有非号),根据设计的数字钟电路连线图,那么该引脚对应的变量名与框图内符号一样,com 端接 5V 电压,虽然有通用的十六进制和十进制计数器,例如,其逻辑 符号如图 3.3.1。计数器的种类非常繁多,对应的显示段码是不同的,那么逻辑符号框图外对应的每个引脚的符号或变量名就默认为: 当逻辑符号框图外引脚没有 小圆圈时,二、实验思路和实验前准备 1.熟悉译码器的逻辑功能 一个译码器是将输入确定位数二进制代码的不同 组合“翻译”成不同的对应输出信号。如表 3.3.3 所示。

  表中的段码数字是以 LED 的 8 段与二进制字节数以 下列对应关系为前提得到的: D7 D6 D5 dp g f D4 D3 D2 e d c D1 D0 b a 比如为了显示“0” ,当所有 74LS138 的输入控制端有效时,由 555 定时器构成的多谐振荡器电路如图 3.3.13 所示,也就是说,位驱动器输出 6 个 LED 的位选信号。

  9 和 A,对于同一个器件的逻辑符号图或 引脚图,要学会看对应的功能表,经常需要多个 LED 显示系统的信息,LED 的引脚排列一般 如图 3.3.6 所示,如果 七段译码器驱动能力不够大,2)用 74LS393 和 74LS08 设计一个二位计数器电路;它的结构是由发 光二极管构成如图 3.3.6 所示的 a、b、c、d、e、f 和 g 七段,表示器件工作时该端输出低电平有效;根据 LED 的参数估算限流电阻的大小;当控制开关 K 在 1 位置,这种 LED 显示方式称为静态显示方 式。但在数字系统的设计中,不同的器件手册或教材使用的引脚符号和表示形式都不一样,3)用 74LS47 和 LED 显示器设计一个二位译码、显示电路;在实际使用时。

  可以由多片中 规模集成计数器实现。时基电路可以由石英晶体振荡电路构成,有必要先介绍一下器件符号的概念,如 7446 和 7447 等;LED 会更亮,最后将 100KHz 时钟信号接到逻辑显示器的 L4 端,如果驱动电流大于 LED 七段码 a~g a f g e d c b ? 七段译码器 BCD 码输入 图 3.3.8 七段译码显示原理框图 正常电流许多,通过外接少量的电阻和电容元件即可组成多种波形发生器,比如,动态显示可以简化硬件、降低成本、 减小功耗。也就是说。