(Multisim数电仿真)计数、译码和显示电路

实验3.11 计数、译码和显示电路

一、实验目的：

1. 掌握二进制加减计数器的工作原理。

2. 熟悉中规模集成计数器及译码驱动器的逻辑功能和使用方法。

二、实验准备：

1.计数：

计数是一种最简单、最基本的逻辑运算，计数器的种类繁多，如按计数器中触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数器计数数字的增减分类，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。 由JK触发器组成的十进制异步加法计数器如图3.11.1所示。 JcpKSdQ_QJcpKSdQ_QJQcp_KSdQJ1QJ2_cpQKSd＆＆进位HL图3.11.1 目前，各种类型的计数器已有专门的集成电路，例如CD4017，它是一片十进制计数/分频器，该器件具有10个译码输出端，每个译码输出通常处于低电平，且在时钟脉冲由低到高的转换过程中依次进入高电平，每个输出在高电平维持10个时钟周期中的1个时钟周期，输出10进入低电平后，进位输出由低转到高，并能与时钟允许端连成N级。表3.11.1为其功能表，图3.11.2是其管脚排列图。 表3.11.1： 时钟 时钟允许 复位 L × L × H L × × H ↑ L L ↓ × L × ↑ L × ↓ L 输 出 状 态 不变 不变 计数器复位(Q0=H，Q1~Q9=L) 进到下一级 不变 不变 进到下一级

Q5116VDD Q1215CLR Q07314CLK1 Q213__044CE Q6DC512COUTQ7611Q9 Q3710Q4 Vss89Q8

图3.11.2

另外一种可预计的十进制加减可逆计数器CD4510，用途也非常广，其引脚排列如图3.11.3所示，其中，PE为预计计数使能端，Cin为进位输入端，

P1 ~P4为预计的输入端，

Cout为进位输出端，U/D为加减控制端，R为复位端，CD4510输入、输出间的

逻辑功能如表3.11.2所示。

表3.11.2：

C U/D PR 工作状态 INE

1 × 0 0 停止计数

0 1 0 0 加法计数

0 0 0 0 减法计数 × × 1 0 预置数

× × × 1 复位 。

2. 译码与显示：

十进制计数器的输出经译码后驱动数码管，可以显示0~9十个数字，CD4511是BCD~7段译码驱动集成电路，其引脚排列如图3.11.4所示。LT为试灯输入，BI为消隐输入，LE为锁定允许输入，A、B、

161PVDDEQ165CinQ2119RQ31410U/DQ4215CPC_out74P1P2P33P4VSS8图3.11.3 167AVDDa131Bb122Cc116_Dd103LT94_eBIf155LEVgSS1481213 C、D为BCD码输入，a~g为七段译码。CD4511的逻辑功能如表3.11.3所示。

LED数码管是常用的数字显示器，分共阴和共阳两种，BS112201是共阴的磷化镓数码管，其外形和内部结构如图3.11.5所示。

图3.11.4

gcomafb a cgeadfbh fbgchdecomedcomch图3.11.5

表3.11.3： 输 入 输 出 LE BI LT D C B A a b c d e f × × 0 × × × × 1 1 1 1 1 1 × 0 1 × × × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

三、计算机仿真实验内容：

g 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 显示 8 消隐 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 消隐 1. 计数10的电路：

(1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“CMOS”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“CMOS_10V”，再在“Component” 栏中选取4093BD和4017BD各一只，如图3.11.6所示，将它们放置在电子平台上。

图3.11.6

(2). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Source”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“POWER_SOURCES”，再在“Component” 栏中选取“VDD”和地线，将它们调出放置在电子平台上。

(3). 双击“VDD”图标，将弹出如图3.11.7所示对话框，将“Voltage”栏改成“10”V，再点击下方“确定”按钮退出。

图3.11.7

(4). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧真实元件工具条“DIODE”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“LED”，再在“Component” 栏中选取“LED_red”红色发光二极管共10只，如图3.11.8所示。将它们调出放置在电子平台上；其它元件调法不再赘述，将所有元件调齐并连成仿真电路如图3.11.9所示。

图

3.11.8

图3.11.9

(5). 先将J1置低电平，再打开仿真开关，然后再将J1置高电平，观察发光二极管发光情况，并能解释电路工作原理。

5. 附：集成电路管脚图 VDD143A133B123Q114Q104A94B8VDD16CLRCLK_CECOUTQ9Q41110Q8915141312＆＆＆＆CD409356712CD401734567812341A1B1Q2Q2A2BVSSQ5Q1Q0Q2Q6Q7Q3VSSVDD16CP15Q314P313P212Q2U/D1110_R9VDD16f15g14a13b12c11d10e9CD4510123456CD4511_7812PEQ4P4P1CINQ1COUTVSSBC_LT34_BILE5678DAVSS 图3.11.15

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