實(shí)驗二 計數(shù)器集成電路的應(yīng)用

《實(shí)驗二 計數(shù)器集成電路的應(yīng)用》由會員上傳分享，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。

1、實(shí)驗一組合邏輯電路設(shè)計一、實(shí)驗?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)計方法。二、設(shè)計步驟對于某些對象的啟動／停止或者打開／閉合等一類二值控制問題（電氣工程稱之為乒乓控制），往往可以抽象歸納成為邏輯問題。使用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)解決這一邏輯問題的電路系統(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)計的步驟是：1、分析實(shí)際問題進(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、由真值表寫出邏

2、輯函數(shù)表達(dá)式并化簡為最簡式。3、按照化簡后的表達(dá)式畫出邏輯函數(shù)原理圖。為了降低電路成本、便于系統(tǒng)安裝和未來維修，有經(jīng)驗的工程師常常設(shè)法用盡可能少的數(shù)字集成電路種類和芯片數(shù)目來實(shí)現(xiàn)設(shè)計。因此2，3兩步驟應(yīng)統(tǒng)籌考慮。4、查閱集成電路手冊確定電路中所使用的芯片型號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)無誤后上電試驗，測試電路的邏輯關(guān)系是否實(shí)現(xiàn)真值表（解決邏輯問題）。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)的測試問題。值得說明，一種專門測試邏輯電平的常用工具是“邏輯筆”。三、設(shè)計要求請設(shè)計組

3、合邏輯電路解決如下邏輯問題：1、某競技運(yùn)動項目設(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)動員勝利，則該運(yùn)動員取勝。設(shè)計實(shí)現(xiàn)電子裁判機(jī)。2、某儲液罐設(shè)有大小各一個補(bǔ)液泵和高、中、低液位傳感器。三個傳感器都在頁面低于其監(jiān)測的位置時發(fā)出信號，否則沒有信號輸出。由于結(jié)構(gòu)上的原因，高位傳感器不會出故障；其余兩個傳感器在液面高于其監(jiān)測位置時決不會產(chǎn)生錯誤的信號輸出，但卻可能在故障時發(fā)不出信號來。設(shè)計電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下控制要求：液面達(dá)到或超過高位時補(bǔ)液泵全停；液面低于高位而高于中位時，小泵啟動工作，大泵停止

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

5、決方案，處理結(jié)果。實(shí)驗二計數(shù)器集成電路的應(yīng)用一、實(shí)驗?zāi)康?、掌握中規(guī)模集成電路計數(shù)器的應(yīng)用2、掌握BCD--7段譯碼器的應(yīng)用二、實(shí)驗原理計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)的基本部件之一，它不僅用來計數(shù)輸入脈沖數(shù)目，而且還可以用來完成定時和數(shù)字運(yùn)算等特定的邏輯功能。計數(shù)器按工作方式可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；按計數(shù)制可分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計數(shù)器；按計數(shù)過程中計數(shù)器數(shù)字增減來分類，可以分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和加減兼有的可逆計數(shù)器。本實(shí)驗我們建議選用74LS160集成計數(shù)器作為計數(shù)器件。中規(guī)模74LS160A為十進(jìn)制可予置同步

6、計數(shù)器，它由四個D型觸發(fā)器和若干個門電路組成，具有同步計數(shù)，同步予置初值、計數(shù)允許/禁止控制、異步清零等功能。應(yīng)用兩個計數(shù)使能端P、T和一個進(jìn)位輸出端,可實(shí)現(xiàn)多位同步計數(shù)器的級聯(lián)。其管腳分配如圖2－1所示。其中‘CO’為進(jìn)位輸出端，‘CTP’為計數(shù)控制端，‘CTT’為計數(shù)控制端（兩者為邏輯與關(guān)系），‘Q0～Q3’為計數(shù)輸出端，‘D0～D3’為初值數(shù)據(jù)并行輸入端，‘CP’為時鐘輸入端（上升沿有效），‘’為異步清除輸入端（低電平有效）?！?6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，‘D0～D3’輸入的初

7、值數(shù)據(jù)（8421BCD碼）置入計數(shù)器內(nèi)，同時在Q0～Q3計數(shù)輸出端輸出。在應(yīng)用系統(tǒng)中，人們往往希望顯示當(dāng)前計數(shù)值。這就需要對該輸出進(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。因為它有高亮度、低功耗、長壽命、多顏色、多規(guī)格等特點(diǎn)。它用七只LED制成七段筆畫（分別稱之為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，對應(yīng)地點(diǎn)燃相關(guān)的a段至g段LED，就實(shí)現(xiàn)了計數(shù)顯示。這一點(diǎn)，應(yīng)用組合邏輯設(shè)計的技術(shù)不難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，譯碼電路不算簡單，并且要解決通用邏輯電路的扇出能力問題，就是說要加電流（或功率）驅(qū)動。實(shí)現(xiàn)上述功能的譯碼驅(qū)動器產(chǎn)品種類很多。而且要根據(jù)具體的數(shù)碼顯示器的型號種類及其工作原理來選用。本實(shí)驗中，我們選用常用了共陰極LED數(shù)碼管及其譯碼驅(qū)動器74LS