《数字电子技术项目教程》项目3 数字显示器的制作

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1、项目3 数字显示器的制作3.1 项目描述n本项目制作的数字显示器是由优先编码器74LS147、显示译码器74LS48和LED数码管等组成，项目相关知识点：编码器、译码器、数据选择器、数据分配器和数码显示器等。n项目要求项目要求n用编码器、译码器和LED数码管组成的数字显示器，能够实现按键控制输入，分别显示09数字。3.2 项目资讯n3.2.1 3.2.1 编码器编码器n编码是将字母、数字、符号等信息编成一组二进制代码。完成编码工作的数字电路称为编码器。n1 1普通编码器普通编码器n普通编码器的特点是不允许两个或两个以上的输入同时要求编码，即输入要求是相互排斥的。 n2 2优先编码器优先编码器n

2、若有两个或两个以上的输入同时要求编码时，应采用优先编码器。能识别这些请求信号的优先级别并进行编码的逻辑电路称为优先编码器。 n1) 二-十进制优先编码器CT74LS147n2) 8线-3线二进制优先编码器CT74LS1483.2.2 译码器n译码是编码的逆过程，其作用正好与编码相反。它将输入代码转换成特定的输出信号，即将每个代码的信息“翻译”出来。在数字电路中，能够实现译码功能的逻辑部件称为译码器。n假设译码器有n个输入信号和N个输出信号，如果N2n，就称其为全译码器。常见的全译码器有2线-4线译码器、3线-8线译码器、4线-16线译码器等。如果N2n。，称其为部分译码器。1二进制译码器n二进

3、制译码器就是将电路输入端的n位二进制码翻译成N2n个输出状态的电路，它属于全译码.n常用的集成3线-8线译码器CT74LS138 2二-十进制译码器n二-十进制译码器(也称BCD码译码器)的逻辑功能就是将输入BCD的10个代码译成10个十进制输出信号。 nCT74LS42是一种典型的二-十进制译码器 3数字显示译码器n在数字电路中，数字量都是以一定的代码形式出现的，所以这些数字量要先经过译码，才能送到数字显示器。这种能把数字量翻译成数字显示器所能识别的信号的译码器称为数字显示译码器。n1)七段数码显示器n按内部连接方式不同，七段数码显示器分为共阴极和共阳极两种， a)共阳极接法 b)共阴极接法

4、2)七段显示译码器74LS47/48n74LS47与74LS48的主要区别是输出有效电平不同，74LS47是输出低电平有效，可驱动共阳极LED数码管；74LS 48是输出高电平有效，可驱动共阴极LED数码管。 4译码器的应用n1）用译码器实现组合逻辑函数n由于译码器输出是输入变量的全部或部分最小项，而任何一个逻辑函数都可以用最小项之和表达式来表示，因此，用变量译码器配以适当的门电路就可以实现组合逻辑函数。 n2）译码器的扩展n利用译码器的使能端可以方便地扩展译码器的容量。将两片74LS138扩展为4线-16线译码器的电路。3.2.3数据分配器n将一路输入数据分配到多路数据输出中的指定通道上的逻

5、辑电路称为数据分配器。n四路数据分配器如图所示，其中D为一路数据输入，Y3Y0为四路数据输出，A1、A0为地址选择码输入。n数据分配器和译码器非常相似。将译码器进行适当连接，就能实现数据分配的功能。n1）将带有使能端的译码器改为数据分配器n2）将没有使能端的译码器改为数据分配器3.2.4 数据选择器n14选1数据选择器n图为4选1数据选择器的逻辑图，图中D3D0为数据输入端，A1、A0为地址信号输入端，Y为数据输出端，为使能端，又称选通端，输入低电平有效。 n由图和功能表可写出输出逻辑函数式n2 8选1数据选择器STDAADAADAADAAY)(301201101001由表可写出8选1数据选择

6、器的输出逻辑函数Y为STDAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAY)(701260125012401230122012101200123用数据选择器实现逻辑函数n1）当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。n2）当逻辑函数的变量个数大于数据选择器的地址输入变量个数时，不能用前述的简单办法。应分离出多余的变量，把它们加到适当的数据输入端。3.3 技能训练 译码器和数码显示器逻辑功能测试n2实验内容与步骤n1）74LS138逻辑功能测试 n2）搭接显示译码器n用7段译码驱动器74LS48和共阴极数码管LC5011搭接可以显

7、示09十个数字的译码器数字显示器。n将译码驱动器74LS48和共阴极数码管LC5011插入面包板中，按图连接电路 3.4 项目实施n3.4.13.4.1项目分析n1数码显示器的参考电路图n数码显示器的参考电路如图n2.2.电路分析电路分析n数码显示器由编码电路、反相电路和译码显示电路三部分组成。n1）编码器由74LS147、电路逻辑电平开关S1S9、限流电阻组成。74LS147为二-十进制优先编码器，的优先级最高，其余依次类推。n2）反相电路使用集成芯片74LS04，其作用是将优先编码器74LS147输出的8421BCD反码转换为原码形式的8421BCD码。n3）译码显示电路由译码驱动器74L

8、S48、限流电阻以及共阴极数码管组成。作用是将编码器输出的8421BCD以数字的形式显示。3.4.2 项目制作n1.元器件检测n1）LED数码管的检测n用3V电池负极引出线固定接LED数码管的公共阴极上，正极引出线依次移动接触笔画的正极。n2）优先编码器74LS147的检测n用逻辑电平测试优先编码器74LS147，将所有的输入端接逻辑电平开关，输出端接LED显示器，按逻辑功能表接入相应的输入信号，验证其功能是否正确。n3）反相器的检测n检测方法将输入端接逻辑电平开关，测试输出端逻辑电平值是否与输入端符合反相关系。n 2电路安装n1）将检测合格的元器件按照电路连接安装在面包板上。n2）插接集成电

9、路时，使之与底板上插孔对应，再稍用力将其插紧。n3）导线应粗细适当，一般选取直径为0.60.8mm的单股导线，最好用不同色线以区分不同用途。n4）布线应有次序地进行。其次，按信号源的顺序从输入到输出依次布线。n5）连线应避免过长，避免从集成元件上方跨越，避免多次的重叠交错。n6）电路布线应整齐、美观、牢固。水平导线应尽量紧贴底板。n7)安装过程要细心，防止导线绝缘层被损伤。n8）电路安装完后，要仔细检查电路连接，确认无误后再接入电源。3电路调试 当按下逻辑开关S1S9时，分别让74LS147的输入端I1I9输入低电平如果电路正常工作，数码管将依次显示数字19。4故障分析与排除n电路通常有以下几种故障现象：n通电后，按下逻辑电平开关，数码管没有显示。n通电后，按下逻辑电平开关，数码管显示不正确。n通电后，按下逻辑电平开关，数码管显示不稳定。