實(shí)驗(yàn)二 計(jì)數(shù)器集成電路的應(yīng)用

《實(shí)驗(yàn)二 計(jì)數(shù)器集成電路的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、實(shí)驗(yàn)一組合邏輯電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉應(yīng)用中小規(guī)模數(shù)字集成電路的工程技術(shù)；2、掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。二、設(shè)計(jì)步驟對(duì)于某些對(duì)象的啟動(dòng)／停止或者打開(kāi)／閉合等一類(lèi)二值控制問(wèn)題（電氣工程稱(chēng)之為乒乓控制），往往可以抽象歸納成為邏輯問(wèn)題。使用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)解決這一邏輯問(wèn)題的電路系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)邏輯控制。使用小規(guī)模（SSI）數(shù)字集成電路進(jìn)行組合邏輯電路設(shè)計(jì)的步驟是：1、分析實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行邏輯抽象：定義輸入或輸出變量并進(jìn)行邏輯賦值，即確定True(1)或False(0)表示的含義。在此基礎(chǔ)上列出邏輯真值表。2、由真值表寫(xiě)出邏

2、輯函數(shù)表達(dá)式并化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)式。3、按照化簡(jiǎn)后的表達(dá)式畫(huà)出邏輯函數(shù)原理圖。為了降低電路成本、便于系統(tǒng)安裝和未來(lái)維修，有經(jīng)驗(yàn)的工程師常常設(shè)法用盡可能少的數(shù)字集成電路種類(lèi)和芯片數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。因此2，3兩步驟應(yīng)統(tǒng)籌考慮。4、查閱集成電路手冊(cè)確定電路中所使用的芯片型號(hào)和具體的引腳連接關(guān)系。5、正確地焊接（連接）電路，在確認(rèn)無(wú)誤后上電試驗(yàn)，測(cè)試電路的邏輯關(guān)系是否實(shí)現(xiàn)真值表（解決邏輯問(wèn)題）。當(dāng)然，這需要解決全部有關(guān)邏輯變量的狀態(tài)設(shè)定和輸出邏輯狀態(tài)的測(cè)試問(wèn)題。值得說(shuō)明，一種專(zhuān)門(mén)測(cè)試邏輯電平的常用工具是“邏輯筆”。三、設(shè)計(jì)要求請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)組

3、合邏輯電路解決如下邏輯問(wèn)題：1、某競(jìng)技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目設(shè)主裁判一名，副裁判兩名。比賽規(guī)則是：主裁判和至少一名副裁判判定某運(yùn)動(dòng)員勝利，則該運(yùn)動(dòng)員取勝。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電子裁判機(jī)。2、某儲(chǔ)液罐設(shè)有大小各一個(gè)補(bǔ)液泵和高、中、低液位傳感器。三個(gè)傳感器都在頁(yè)面低于其監(jiān)測(cè)的位置時(shí)發(fā)出信號(hào)，否則沒(méi)有信號(hào)輸出。由于結(jié)構(gòu)上的原因，高位傳感器不會(huì)出故障；其余兩個(gè)傳感器在液面高于其監(jiān)測(cè)位置時(shí)決不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)輸出，但卻可能在故障時(shí)發(fā)不出信號(hào)來(lái)。設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下控制要求：液面達(dá)到或超過(guò)高位時(shí)補(bǔ)液泵全停；液面低于高位而高于中位時(shí)，小泵啟動(dòng)工作，大泵停止

4、；液面低于中位而高于低位時(shí)，大泵啟動(dòng)工作，小泵停止；液面低于低位時(shí)，大小兩泵同時(shí)啟動(dòng)工作。在實(shí)現(xiàn)上述控制要求的同時(shí)給出傳感器發(fā)生故障的報(bào)警信號(hào)。16一、實(shí)驗(yàn)器材1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱，一個(gè)2、直流穩(wěn)壓電源，一臺(tái)3、數(shù)字集成電路芯片二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、掌握門(mén)電路的邏輯功能，熟悉有關(guān)數(shù)字集成電路的種類(lèi)、型號(hào)、封裝結(jié)構(gòu)和引腳分配。2、完成設(shè)計(jì)的1～4步。提出實(shí)驗(yàn)所需的芯片型號(hào)及數(shù)量。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)成功結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容主要包括：1、每步驟的設(shè)計(jì)結(jié)果（如真值表、邏輯圖等）及其必要的說(shuō)明。2、實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的問(wèn)題及解

5、決方案，處理結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二計(jì)數(shù)器集成電路的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器的應(yīng)用2、掌握BCD--7段譯碼器的應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)原理計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)的基本部件之一，它不僅用來(lái)計(jì)數(shù)輸入脈沖數(shù)目，而且還可以用來(lái)完成定時(shí)和數(shù)字運(yùn)算等特定的邏輯功能。計(jì)數(shù)器按工作方式可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)制可分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)過(guò)程中計(jì)數(shù)器數(shù)字增減來(lái)分類(lèi)，可以分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和加減兼有的可逆計(jì)數(shù)器。本實(shí)驗(yàn)我們建議選用74LS160集成計(jì)數(shù)器作為計(jì)數(shù)器件。中規(guī)模74LS160A為十進(jìn)制可予置同步

6、計(jì)數(shù)器，它由四個(gè)D型觸發(fā)器和若干個(gè)門(mén)電路組成，具有同步計(jì)數(shù)，同步予置初值、計(jì)數(shù)允許/禁止控制、異步清零等功能。應(yīng)用兩個(gè)計(jì)數(shù)使能端P、T和一個(gè)進(jìn)位輸出端,可實(shí)現(xiàn)多位同步計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)。其管腳分配如圖2－1所示。其中‘CO’為進(jìn)位輸出端，‘CTP’為計(jì)數(shù)控制端，‘CTT’為計(jì)數(shù)控制端（兩者為邏輯與關(guān)系），‘Q0～Q3’為計(jì)數(shù)輸出端，‘D0～D3’為初值數(shù)據(jù)并行輸入端，‘CP’為時(shí)鐘輸入端（上升沿有效），‘’為異步清除輸入端（低電平有效）。‘’16為同步并行置入控制端（低電平有效）。當(dāng)端出現(xiàn)有效電平時(shí)，‘D0～D3’輸入的初

7、值數(shù)據(jù)（8421BCD碼）置入計(jì)數(shù)器內(nèi)，同時(shí)在Q0～Q3計(jì)數(shù)輸出端輸出。在應(yīng)用系統(tǒng)中，人們往往希望顯示當(dāng)前計(jì)數(shù)值。這就需要對(duì)該輸出進(jìn)行譯碼、顯示。在數(shù)字系統(tǒng)中，顯示器的產(chǎn)品很多，如熒光數(shù)碼管、半導(dǎo)體、顯示器液晶顯示和輝光數(shù)碼管等。數(shù)顯的顯示方式一般有三種，一是重疊式顯示，二是點(diǎn)陣式顯示，三是分段式顯示。工程上常用發(fā)光二極管（LED）七段數(shù)碼顯示器。因?yàn)樗懈吡炼?、低功耗、長(zhǎng)壽命、多顏色、多規(guī)格等特點(diǎn)。它用七只LED制成七段筆畫(huà)（分別稱(chēng)之為a,b,c,d,e,f,g）構(gòu)成“8”的形狀。因此只要將BCD碼表示的數(shù)字按照字

8、形，對(duì)應(yīng)地點(diǎn)燃相關(guān)的a段至g段LED，就實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)顯示。這一點(diǎn)，應(yīng)用組合邏輯設(shè)計(jì)的技術(shù)不難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，譯碼電路不算簡(jiǎn)單，并且要解決通用邏輯電路的扇出能力問(wèn)題，就是說(shuō)要加電流（或功率）驅(qū)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)上述功能的譯碼驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品種類(lèi)很多。而且要根據(jù)具體的數(shù)碼顯示器的型號(hào)種類(lèi)及其工作原理來(lái)選用。本實(shí)驗(yàn)中，我們選用常用了共陰極LED數(shù)碼管及其譯碼驅(qū)動(dòng)器74LS