抢答器的制作精Word格式文档下载.docx
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图2-1-2（b中,共阳极型中各发光二极管阳极连接在一起,接高电平,a~g和DP各引脚中任一脚为低电平时相应的发光段发光;
共阴极型号中各发光二极管的阴极连接在一起,接低电平,a~g和DP各引脚中任一脚为高电平时相应的发光段发光（DP为小数点。
一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制数和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸每段发光二极管的正向压降,随显示光（通常为红、绿、黄、橙色的颜色不同略
有差别,通常约为2~2.5V,每个发光二极管的点亮电流在5
~10mA。
（a外观图（b等效电路
图2-1-2半导体数码管
P2抢答电路表2-1-2列出了a~g发光段的十种发光组合情况,他们分别和十进制的十个数字相对应。
表中H表示发光的线段,L表示不发光的线段。
表2-1-2七段显示组合与数字对照表
半导体数码管的优点是工作电压较低（1.5~3V、体积小、寿命长、工作可靠性高、响应速度快、亮度高,字形清晰。
半导体数码管适合于与集成电路直接配用,在微型计算机、数字化仪表和数字钟等电路中应用十分广泛。
半导体数码管的主要缺点是工作电流大,每个字段的工作电流约为10mA左右。
七段数码显示器由个发光直线段组成。
当七段数码显示器显示数字4时所对应的发光段是;
当七段数码显示器显示数字6时所对应的发光段是。
识别图2-1-3和图2-1-4所示BS201（或BS202、BS211（或BS222两种型号的半导体数码管:
（1观察形状,记录型号。
（2画出8段LED数码管外形图,分析并记录各发光段与各引脚之间的对应关系。
（3找出LED数码管公共引脚端的位置。
（4分析显示0到9十个数字的方法。
（5判断哪一个是共阳极型LED数码管?
哪一个共阴极型LED数码管?
数字电路
图2-1-3BS201型LED数码管图2-1-4BS211型LED数码管
P2-M1.2分段译码显示电路
日常生活中我们使用的是十进制数,而在数字电路中所使用的都是二进制数,因此就必须用二进制数码来表示十进制数,这种方法称为二—十进制编码,简称BCD码。
七段数码显示器是用a~g这七个发光线段组合来构成十个十进制数的。
为此,就需要使用显示译码器将BCD代码（二—十进制编码译成数码管所需要的七段代码（abcdefg,以便使数码管用十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。
显示译码器,是将BCD码译成驱动七段数码管所需代码的译码器。
显示译码器型号有74LS47（共阳,74LS48（共阴,CC4511（共阴等多种类型。
我们主要学习CC4511,CC4511是输出高电平有效的CMOS显示译码器,其输入为8421BCD码,图2-1-5和表2-1-2分别为4511的外引线排列图及其逻辑功能表。
图2-1-5CC4511外引线排列图
CC4511引脚功能说明:
A、B、C、D——BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g——译码输出端,输出“1”有效,用来驱动共阴极LED数码管。
LT——测试输入端,LT=“0”时,译码输出全为“1”。
BI——消隐输入端,BI=“0”时,译码输出全为“0”。
P2抢答电路LE——锁定端,LE=“1”时译码器处于锁定（保持状态,译码输出保持在LE=0时的数值;
当LE=0时为正常译码。
表2-1-3为CC4511的逻辑功能表。
CC4511内接有上拉电阻,故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。
译码器还有拒伪码功能,当输入码超过1001时,输出全为“0”,数码管熄灭。
表2-1-3CC4511逻辑功能表
说明:
分段显示译码器与译码器有着本质的区别。
严格地讲,把这种电路叫代码变换器更加确切些。
但习惯上都把它叫做显示译码器。
CC4511常用于驱动共阴极LED数码管,工作时一定要加限流电阻。
由CC4511组成的基本数字显示电路如图2-1-6所示。
图中BS205为共阴极LED数码管,电阻R用于限制CC4511的输出电流大小,它决定LED的工作电流大小,从而调节LED的发光亮度,R值由下式决定:
式中UOH为CC4511输出高电平（≈VDD,UD为LED的正向工作电压（1.5~2.5V,ID为LED的笔画电流（约5~10mA。
试计算出图2-1-6中R的大小。
图2-1-6由CC4511组成的基本数字显示电路
显示译码器与数码管的连接方法1.显示译码器与数码管的选用
输出低电平有效的显示译码器应与共阳极数字显示器配合使用。
输出高电平有效的显示译码器应与共阴极数字显示器配合使用。
2.显示译码器与数码管的连接下面举例说明:
SN7446A和74LS48为显示译码器。
SN7446A输出低电平有效,74LS48输出高电平有效。
其他逻辑功能与CC4511相似。
SN7446的典型使用电路如图2-1-7所示,电阻RP为限流电阻,RP的具体阻值视数码管的电流大小而定。
.
图2-1-7共阳数码管与译码
74LS48译码器的典型使用电路如图2-1-8所示。
共阴数码管的译码电路74LS48内部有
D
OHIU
UR-=
P2抢答电路限流电阻,故后接数码管时不需外接限流电阻。
由于74LS48拉电流能力小（2mA,而数
图2-1-874LS48译码器的典型使用电路
译码显示电路的测试。
1.图2-1-9所示为译码显示电路的测试示意图,则根据图2-1-9画出图2-1-10所示的接线图,并搭建实验电路。
拨动接线控制端和数据输入端的所接电平开关,在LE=0,LT=1,BI=1时,输入数据DCBA为0000~1001时,观察数码管所显示的字型。
当输入数据超出范围,如DCBA为1101或1111等时,观察数码管会有什么现象?
2.在三个控制端（LE、LT、BI中,一次只让一个控制端的输入有效,分别测试三个控制端（LE、LT、BI的作用。
参照表2-1-3,根据实验结果,判断三个控制端（LE、LT、BI电平分别为多少时才能正确体现译码器的锁定功能。
LT
BILE
图2-1-9译码显示电路的测试示意图
图2-1-10译码显示电路的测试接线图
液晶显示器
液晶显示器简称（LCD是一种平板薄型显示器,液晶是一种既具有液体的流动性又具有光学特性的有机化合物。
它的透明度和呈现的颜色受外加电场的影响,利用这一特点便可作成字符显示器。
在没有外加电场的情况下,液晶分子按一定取向整齐地排列着,如图2-1-11所示。
这时
P2抢答电路液晶为透明状态,射入的光线大部分由反射电极反射回来,显示器呈白色。
在电极上加上电压以后,液晶分子因电离而产生正离子,这些正离子在电场作用下运动并撞碰其他液晶分子,破坏了液晶分子的整齐排列,使液晶呈现混浊状态。
这时射入的光线散射后仅有少量反射回来,故显示器呈暗灰色。
这种现象称为动态散射效应。
外加电场消失以后,液晶又恢复到整齐排列的状态。
如果将七段透明的电极排列成8字形,那么只要选择不同的电极组合并加以正电压,便能显示出各种字符来。
（a未加电场时（b加电场以后（c符号图2-1-11液晶显示器的结构及符号
液晶显示器的最大优点是功耗极小,每平方厘米的功耗在1μW以下。
它的工作电压也很低,在1V以下仍能工作。
因此,液晶显示器在电子表以及各种小型、便携式仪器、仪表中得到了广泛的应用。
但是,由于它本身不会发光,仅仅靠反射外界光线显示字形,所以亮度很差。
此外,它的响应速度较低（在10~200ms范围,这就限制了它在快速系统中的应用。
1.把下列十进制数用8421BCD码表示。
（1（200610（2（842110
2.把下列8421BCD码转换成十进制数。
（1（10001001001100018421BCD
（2（01111000010100108421BCD
-45-
P2-M2优先编码器电路功能测试
P2-M2.1优先编码器
一个7层高的大楼,其每层有一个火警报警传感器,如有火警希望在控制中心的数码显示屏上能显示出火警的楼层数,假设不会在两层上同时出现火警。
这是一个实际使用编码器的例子,我们在前面已经学过了译码显示驱动器电路,其输入是8421BCD码,而现在其每层有一个传感器,也就相当于其输入有7个,这里无法直接与译码显示电路相连,须在这两者之间加上一个转换电路（编码器,将其7种状态转换为4位（或更少位的二进制输出。
由于7个传感器,并且同一时刻仅一个传感器有效,故输入共7种状态,我们可以用3位二进制数据来描述其状态,假设输入用I1、I2、I3、I4、I5、I6、I7、输出为O0、O1、O2。
我们可以将其状态用真值表2-2-1表示。
表2-2-1真值表
根据上面的分析我们可以画出下图2-2-1所示的7层大楼火警显示工作框图。
P2抢答电路
-46-
I
IIIIII
图2-2-17层大楼火警显示工作框图
图2-2-1所示框图中的电路实现的就是编码器的逻辑功能。
前提条件是每一时刻仅一个输入有效,如果同时有两个或两以上输入有效,仅对优先级高的输入进行编码,例如当I6I5同时有效时,编码器输入仅对I6进行编码,而I5被忽略掉。
优先编码器是有广泛用途的一种组合电路,用于计算机的优先中断系统、键盘编码系统中。
编码器的逻辑功能是将加在电路若干个输入端中的某一个输入端的信号变换成相应的一组二进制代码输出。
常用的编码器集成电路有8/3线优先编码器和10/4线优先编码器等器件。
编码器的输入信号是互相排斥的。
在优先编码器中允许几个信号同时输入,但是电路只对其中优先级别最高的进行编码（优先权的顺序完全是根据实际需要来确定的,不理睬级别低的信号,或者说级别低的信号不起作用,这样的电路叫做优先编码器。
如图2-2-2
所示是3位二进制优先编码器的示意图。
I0~I7是要进行优先编码的8个信号,Y0~Y2是用来进行优先编码的3位二进制代码。
表2-2-2为3位二进制优先编码器的功能真值表。
I0
I1
I2I3I4I5I6I7YYY
图2-2-23位二进制优先编码器示意图
表2-2-23位二进制优先编码器功能真值表
-47-
认识8线-3线优先编码器CC4532,图2-2-3为CC4532的外引线排列图。
表2-2-3为其功能表。
SS
Y1
Y2I4I5STI6I7
图2-2-38/3线优先编码器CC4532的外引线排列图
I0~I7:
数据输入端;
ST:
选通控制端;
VDD:
电源VSS:
地Y0~Y2:
编码输出端YGS:
组选通输出端YS:
选通输出端
表2-2-3优先编码器CC4532的功能表
CC4532可将最高优先输入I7~I0编码为3位二进制码,8个输入端I7~I0具有指定优先权,I7为最高优先权,I0为最低,当片选输入ST为低电平时,优先编码器无效。
当ST为高电平,最高优先输入的二进制编码呈现于输出端Y2~Y0,且组选端YGS为高电平,表明优先输入存在,当无优先输入时,允许输出YS为高电平,如果任何一个输入为高电平,则YS为
-48-
低电平且所有级联低阶级无效。
当I6和I5同时有效,其它输入无效时,输出编码为。
P2-M2.2编码器电路测试
十线-四线编码器也叫做BCD编码器。
中规模集成8421BCD码优先编码器主要有CC40147、LS147等。
现以图2-2-4所示的CC40147电路为例,说明BCD编码器的工作原理,表2-2-4为CC40147的功能表。
表2-2-4与表2-2-2很相似,只是编码输入变为10个,编码输出变为4位,没有功能扩展输出。
Y2I4I5I8I6I7图2-2-48421BCD码优先编码器CC40147的外引线排列图
表2-2-4优先编码器CC40147的功能表
-49-
DDDDDDDDD
图2-2-5BCD码编码器和七段译码显示电路的框图
图2-2-5BCD码编码器和七段译码显示电路的接线图
1.如图2-2-5所示是BCD码编码器和七段译码显示电路的框图。
1.用8421BCD编码器（CC40147和七段译码器（CC4511及LED数码管（BS205组成一个1位十进制0~9数码显示电路。
根据图2-2-5画出图2-2-6所示的接线图。
3.在D0~D9端逐个输入高电平（+5V信号,观察数码管数字显示的变化情况,记录测试结果,并填入下列表2-2-5中。
4.在D0~D9中任选几个输入端,同时加5V电压,观察数码管的显示情况,并做好记录,了解D0~D9的优先权级别高低的顺序。
表2-2-5数码管显示字型记录
译码器的作用是将输入代码转换成特定的输出信号。
假设译码器有n个输入信号和N个输出信号,如果N=2n,就称为全译码器,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N<
2n,称为部分译码器,如二一十进制译码器（也称作4线—10线译码器等。
74138是一种典型的二进制译码器,图2-2-7为其逻辑图,表2-2-6为其功能表。
它有3个输入端A2、A1、A0,8个输出端Y0~Y7,所以常称为3线—8线译码器,属于全译码器。
输出为低电平有效,G
1、G2A和G2B为使能输入端。
74LS138
图2-2-73-8译码器的逻辑符号
表2-2-63线—8线译码器74138功能表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
U
图2-2-8用74138实现4-16线译码
在真值表2-2-6中B
A
G
G2
+
=,从表2-2-6可以看出当G1=1、G2=0时该译码器处于工作状态,否则输出被禁止,输出高电平。
这三个控制端又称为片选端,利用它们可以将多片连接起来扩展译码器的功能。
用两个3-8译码器可组成4-16线译码器,见图2-2-8,将C、B、A信号连接到U1和U2的C、B、A端,将U1的控制A
G2和U2的G1端连接到D,当D=0时,选中U1,否则选中U2,将U1的B
G2和U2的A
G2端连接到使能信号EN,当EN=0时,译码器正常工作,当EN=1时,译码器被禁止。
1、假设优先编码器有N个输入信号和n个输出信号,则N=。
2、如图2-2-9所示,三个输入信号中,A的优先级最高,B次之,C最低,它们通过编码器分别由FA、FB、FC输出。
要求同一时间只有一个信号输出,若两个以上信号同时输入时,优先级高的被输出。
试根据要求完成真值表2-2-7。
P2抢答电路
图2-2-9
表2-2-7
数字电路P2-M3触发器逻辑功能测试
P2-M3.1触发器及其应用
1.触发器的基本概念
触发器是由门电路构成的时序逻辑单元,它有一个或多个输入端,两个互补输出端,分别用Q和Q表示。
其中Q的状态代表了触发器的状态,当Q=0时,表示触发器处于0状态;
当Q=1时,表示触发器处于1状态。
在一定的外界信号作用下,可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态,它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件,是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。
2.触发器的特点
与门电路相比,具有两个稳定的状态0和1,在触发信号作用下,两个状态之间可以相互转换,若没有触发信号作用,触发器将保持原有的状态不变,所以说触发器具有“记忆”功能,这是门电路所没有的。
3.触发器的分类
触发器按功能分有基本RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器,
触发器按触发方式分有基本触发器、电平触发器、主从触发器、边沿触发器。
电平触发器是指触发器的状态变化不仅由触发信号控制,同时受时钟信号控制。
在时钟信号高电平或低电平期间,触发器的状态才由触发信号控制。
主从触发器是指触发器在时钟信号高电平期间接收控制信号,下降沿时刻状态发生变化。
边沿触发器是指触发器只在时钟信号上升沿或下降沿时刻接收控制信号并同时状态发生变化。
边沿触发器的抗干扰性能最好。
4.触发器复位端和置位端的功能及使用方法
一般触发器和计数器都有复位端和置位端,分别用RD和SD（或DR和DS表示。
若复位和置位信号为低电平有效,当需要直接复位（置0时,就在DR端加低电平;
当需要直接置位（置1时,就在DS端加低电平。
若复位和置位信号为高电平有效,当需要直接复位或置位时,只要在相应复位端RD或置位端SD加高电平信号即可。
复位和置位方式又分为同步方式和异步方式。
所谓同步方式,是指复位或置位信号必须与时钟信号配合才能实现相应功能。
所谓异步方式,是指只要有复位或置位信号,无须时钟信号配合,就能实现相应功能。
正常工作时,应使复位端和置位端处于无效状态。
一、基本RS触发器1.电路组成
基本触发器是指触发器的状态直接由触发信号控制。
将两个集成与非门的输出端和输入端交叉反馈相接,就组成了基本RS触发器,如图2-3-1（a所示。
两个与非门G1、G2;
两个输入端DDSR、;
两个输出端Q、Q,逻辑状态是互补的。
图2-3-1基本RS触发器
2.工作原理
Q端的状态为触发器的状态。
工作状态:
0=Q,1=Q时触发器处于“0”态（稳定状态;
01==QQ,时触发器处于“1”态（稳定状态。
3.逻辑符号
基本RS触发器的逻辑符号如图2-3-1（b。
4.真值表
表2-3-1为基本RS触发器真值表.。
表2-3-1基本RS触发器真值表
-55-
DR——置0端、DS——置1端,均由负脉冲触发,符号RD、SD上加了非号,表示低电平有效。
触发器的翻转:
触发器状态在外加信号作用下状态转换的过程。
触发脉冲:
能使触发器发生翻转的外加信号。
5.逻辑功能
基本RS触发器的逻辑功能如下:
当0D=R,1D=S时,则（10==QQ;
当1D=R,0D=S时,则（01==QQ;
当1D=R,1D=S时,则Q不变（Q不变;
当0D=R,0D=S时,则Q不定
（Q不定;
这是不允许的。
二、主从RS触发器1.电路组成
主从RS触发器由主触发器和从触发器组成,如图2-3-2（a所示。
SRS
RCP
（a逻辑图（b逻辑符号
图2-3-2主从RS触发器
2.逻辑符号
主从RS触发器的逻辑符号如图2-3-2（b所示。
3.真值表
根据图2-3-2经分析可得主从RS触发器的直值表表2-3-2。
表2-3-2主从RS触发器的直值表
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4.主从RS触发器的逻辑功能:
主从RS触发器具有“置0”、“置1”、“保持”三个逻辑功能。
三、主从JK触发器1.电路结构
主从
升级会员 