1、（Multisim數電仿真）計數、譯碼和顯示電路實驗3.11計數、譯碼和顯示電路、實驗目的：1 .掌握二進制加減計數器的工作原理。2 .熟悉中規模集成計數器及譯碼驅動器的邏輯功能和使用方法。、實驗準備:1.計數：計數是一種最簡單、最基本的邏輯運算，計數器的種類繁多，如按計數器中觸發器翻轉的次序分類，可分為同步計數器和異步計數器；按計數器計數數字的增減分類，可分為加法計數器、減法計數器和可逆計數器等。H由JK觸發器組成的十進制異步加法計數器如圖3.11.1所示圖3.11.1時鐘時鐘允許復位輸出狀態LXXHXXTLJXXTx1LLHLLLL/、變不變計數器復位(Qo=H,Q-Q9=L)進到下一級不

2、變不變進到下一級目前，各種類型的計數器已有專門的集成電路，例如CD4017,它是一片十進制計數/分頻器，該器件具有10個譯碼輸出端，每個譯碼輸出通常處于低電平，且在時鐘脈沖由低到高的轉換過程中依次進入高電平，每個輸出在高電平維持10個時鐘周期中的1個時鐘周期，輸出10進入低電平后，進位輸出由低轉到高，并能與時鐘允許端連成N級。表3.11.1為其功能表,圖3.11.2是其管腳排列圖。表3.11.1:Q5-11514131211109Q1一Q0彳Q24DQ6CQ7一Q3234567Vss-8一VDD一CLR一CLKCECOUTQ9一Q4一Q8圖3.11.2另外一種可預計的十進制加減可逆計數器CD4

3、510,用途也非常廣，其引腳排列如圖3.11.3所示，其中，Pe為預計計數使能端,C.為進位輸入端，PlP4為預計的輸入端，Cout為進位輸出端，U/D為加減控制端，R為復位端，CD4510輸入、輸出間的邏輯功能如表3.11.2所示。1一PeVddQi165CnQ2119一RQ3-1410U/DQ4215一cpCout174R12一313P331P4Vss168CinU/DPeR工作狀態1X00停止計數0100加法計數0000減法計數XX10XXX1復位表3.112圖3.11.3162.譯碼與顯示：十進制計數器的輸出經譯碼后驅動數碼管，可以顯示09十個數字，CD4511是BCD7段譯碼驅動集成

4、電路，具引腳排列如圖3.11.4所示。LT為試燈輸入，BI為消隱輸入，LE為鎖定允許輸入，A、B、C、D為BCD碼輸入，ag為七段譯碼。7126345ABCDLTBILEVddVssabcdefg13121110915148CD4511的邏輯功能如表3.11.3所示。LED數碼管是常用的數字顯示器，分共陰和共陽兩種，BS112201是共陰的磷化錢數碼管，其外形和內部結構如圖3.11.5所示。圖3.11.4gfcomabcomedcomch圖3.11.5表3.11.3:輸入輸出LEBILTDCBAabcdefg顯示XX0XXXX111111181X01XXXX0000000消隱011000011

5、1111000010I1011000I0100101101101200I111111001301000110011401I011011011501100011111601111110000710001111111810011110011901110100000000消隱1011110011101111011J11、計算機仿真實驗內容:1.計數10的電路:(1) .單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側左列真實元件工具條CMOS”按鈕，從彈出的對話框Family”欄中選CMOS_10V”，冉在Component”欄中選取4093BD和4017BD各一只，如圖3.11.6所示，將它們放置在

6、電子平臺上叵QDitaba.se：Cmponent：SynfcolGmQKMultis.imiMasiqonEILlW-Gronp：4076BT10V加什皿二1口¥4077EF10V4077Br_10¥43能DW007BEF_10¥4O76BT_1Q¥4081EE_10¥IO¥WIBT10V例能即JOVq曉BF口V403EET1DV40a5ED-10V4035EPZ10V409SET10V4086BC_10¥40S6EF10V4086BT-101/AL一匚Loe也JEcmos替74HC_2V詈CMOSUV管74HC_4YCM

7、OSJSV蘆74HE_67V小Rion：fa-_:：；ID-Search.Print.ModelH«ipQUAD2-INTUTNANTSCHMITTTJilSGERMedelMairafrMD:M阿4CI93EFW4093BTJQV4502ELJ0V45QEEF_1Q¥453T10V45gBe口QTJ'Qtprint圖3.11.6(2) .單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側左列真實元件工具條Source'按鈕，從彈出的對話框Family”欄中選POWER_SOURCES',再在Component”欄中選取VDD”和地線，將它們調出放置在電

8、子平臺上。(3) .雙擊VDD”圖標，將彈出如圖3.11.7所示對話框，將,Voltage”欄改成1'0"V,再點擊下方“確定”按鈕退出。DiEitFotct諭定。捎I工皿幫助I圖3.11.7(4).單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側真實元件工具條“DIODE”按鈕，從彈出的對話框“Family”欄中選LED"，冉在Component”欄中選取LED_red”紅色發光二極管共10只,如圖3.11.8所示。將它們調出放置SelectaCo>ponentDatabase：MultisimMastermil產：V|u(jDi5_minrAL阱DIODI#

9、7ENE1MM<IRIAC小VARACTORComponent：SymbolHUN)叵區|Model在電子平臺上；其它元件調法不再贅述，將所有元件調齊并連成仿真電路如圖3.11.9所示。UDD-U1LBD1, ，OP - -PC - :S，IQkOlna 5769OOQ , LEDS*05-£皿 -.|1：口卜口出£ ,必；LED6 LED7；LEDS*叉 LED9日0打 LED 10圖3.11.8圖3.11.9(5).先將J1置低電平，再打開仿真開關，然后再將J1置高電平，觀察發光二極管發光情況，并能解釋電路工作原理。2. 一位計數、譯碼和顯示電路：(1) .單擊電

10、子仿真軟件Multisim7基本界面左側左列真實元件工具條CMOS”按鈕，從彈出的對話框Family”欄中選CMOS_5V”，再在Component”欄中選取4510BD和4511BD各一只，如圖3.11.10所示，將它們放置在電子平臺上。圖3.11.10(2) .單擊電子仿真軟件Multisim7基本界面左側左列真實元件工具條Indicator”按鈕，如圖3.11.10所示，從彈出的對話框“Family”欄中選HEX_DISPLAY"，再在Component'欄中選取SEVEN_SEG_COM_K"，如圖3.11.11所示，再點擊對話框右上角“OK”按鈕，將共陰數

11、碼管調出放置在電子平臺上。其它元件調法不再贅述。圖3.11.10(3) .將所有元件調齊并連成仿真電路如圖3.11.12所示圖3.11.12(4) .打開仿真開關，將J1置低電平，J2置高電平，每次將J3從低電平改變成高電平，觀察數碼管變化情況；再將J2置低電平，重復上述實驗，并能解釋之。四、實驗室操作實驗內容：1 .計數10的電路：圖3.11.13是用兩片數字集成電路CD4093和CD4017組成計數10的電路，其中CD4093為含有施密特觸發器的四2輸入與非門。在THD-1型（或Dais-2B型）數電實驗箱上按圖3.11.13接好電路，開關Ki由低電平扳向高電平，觀察計數電路輸出端發光二極

12、管的變化情況，并解釋之。VCC=5 VH k1-0L7"&IT 3CD4093R110KC 47uF J163214471015，61391511812klLED1Fl妻妻WED2Fl、jLED3K尸R25K1CD401'Fl，|LED52 LED67 LED7n算第jLED8Fl4LED9H聿裹kjLED1 0FlQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9圖3.11.132 .驗證譯碼和顯示功能：在THD-1型（或Dais-2B型）數電實驗箱左上方選一片CD4011和數碼管電路，將其下方的D、C、B、A（或8、4、2、1）四個孔分別接到4個鈕子開關上，根據表3.11.

13、3中，D、C、B、A的編碼，逐行驗證譯碼和數碼管的顯示情況，是否和理論上相符？3. 一位計數、譯碼和顯示電路:(1) .參閱計數集成電路CD4510的管腳排列圖3.11.3(或圖3.11.15)和譯碼驅動集成電路CD4511的管腳排列圖3.11.4(或圖3.11.15)及共陰數碼管腳排列圖3.11.5,按圖3.11.14接線，組成一位計數、譯碼及顯示電路。Vcc=5VCD4511k1LT BIHk2oU/DJLcpQ1Q2Q3Q4A BCDI"|IJCOM100PECinLECD4510圖3.11.14(2) .打開實驗箱電源開關，先將CD4510的R端置1”(復位)，數碼管應顯示0

14、"，再忤端置0”。(3) .將CD4510的U/D端置1"，CP端與實驗臺單次脈沖輸出孔相連，每按一次脈沖按鈕，觀察數碼管的變化。(4) .將CD4510的U/D端置0"，CP端與實驗臺單次脈沖輸出孔相連，每按一次脈沖按鈕，觀察數碼管的變化，解釋上述現象。*3.設計一個兩位計數、譯碼和顯示電路：(1) .利用THD-1型(或Dais-2B型)數字電路實驗箱左上方的譯碼顯示電路，即CD4511與數碼管已經接好，只要求用兩片CD4510設計好計數電路，畫出完整電路圖。(2) .根據設計好白電路圖在THD-1型(或Dais-2B型)數字電路實驗箱上接好實驗電路。(3) .將CP端接實驗臺上連續脈沖(脈沖頻率選1Hz)輸出孔，實現自動加或減計數、譯碼和顯示。五、實驗報告要求：總結整理實驗結果，解釋計數、譯碼及顯示過程。六、實驗設備及材料：1 .仿真計算機及Multisim7軟件。2 .THD-1型(或Dais-2B型)數字電路實驗臺。3