实验实训十六 组装十进制计数译码显示电路.Docx
实验实训十六组装十进制计数译码显示电路
一、目的要求
1.掌握计数、译码的功能和显示器件的工作原理。
2.熟悉三者的配合使用，能够设计一个计数译码显示电路。
二、相关知识
1.计数器
计数器具有计数功能，是典型的时序逻辑部件。计数器不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算等。
（1）分类
按构成计数器中的各触发器是否共享一个时钟脉冲源来分，有同步计数器（共享CP）和异步（存在至少一个不共享CP）计数器。根据计数法的不同，分为二进制、十进制、任意(N)进制计数器。根据计数的增减趋势来分，有加法、减法和可逆（计数器具有分时做加法、减法的功能）计数器等。
（2）中规模集成计数器
目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数电路。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。表16-1列出了常用集成计数器。
表16-1常用计数器
类型
TTL
CMOS
十
进
制
同
步
递
增
异步清除
74160
40160
同步清除
74162
可
逆
单时钟
74168，190
4510
双时钟
74192
40192
异步
二-五-十进制
74196，90，74290
四
位
二
进
制
同
步
递
增
异步清除
74161
40161
同步清除
74163
可逆
单时钟
74169，191
4516
双时钟
74193
40193
异
步
二-八-十六进制
74197，93
74293
异
步
二-六-十二进制
7492
7位二进制
4024
12位二进制
4040
14位二进制
4060
74LS160为TTL异步清零、同步置数的十进制加法计数器，其时序图如图16-1所示。74LS161，74LS162，74LS163也为TTL计数器，它们在功能上略有区别，详见表16-2。
图16-174LS160计数器时序图
表16-2常用四种TTL集成计数器特点一览表
型号
进制
时钟
清零CLR
预置PR
进位CO
赋能PT=1
74LS160
十进制
↑
异步，低
同步，低
9→10↓触发
同步
74LS161
二进制
↑
异步，低
同步，低
15→16↓触发
同步
74LS162
十进制
↑
同步，低
同步，低
9→10↓触发
同步
74LS163
二进制
↑
同步，低
同步，低
15→16↓触发
同步
2.数码管
外形（b）字段组合
（c）内部接法
图16-1LED数码管
LED数码管，如图16-1（a）所示，具有a、b、c、d、e、f、g七段，故称七段LED数码管。
利用字段的不同组合，可以分别显示出0～9十个数字，如图16-1（b）所示。
例如，显示数字1，b、c两段点亮；显示数字8，a、b、c、d、e、f、g七段全部点亮；显示0，除g字段，a、b、c、d、e、f点亮。
LED数码管的内部接法有两种，图为共阳极接法，即LED所有阳极连在一起接到5V电源上，若显示数字1，则需将b，c两LED的负极通过限流电阻接地，即可显示数字1。
同理，共阴极接法是将LED的阴极连在一起接地，阳极各通过一个限流电阻接到电源5V上。
DP用来点亮小数点。
3.七段译码驱动显示电路
（a）74LS48逻辑符号（b）单级计数译码显示电路
图16-2七段译码驱动显示电路
74LS48是一种常用的输出高电平的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示模块中。
图16-2为74LS48的外形与逻辑符号，其中，D、C、B、A为8421BDC码输入端，工作时可以与十进制计数器相连。输出引脚a~g是七段显示代码的输出端，输出高电平，可驱动共阴型LED数码管。
除了具有实现7段显示译码器基本功能的输入（D、C、B、A）和输出（a～g）端以外，还引入了灯测试输入端（）和动态灭零输入端（），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（）端。其功能表如表16-3所示。
（1）7段译码功能（=1，=1）
在灯测试输入端（）和动态灭零输入端（）都无效（接高电平）时，输入D、C、B、A经74LS48译码，输出段代码，高电平有效，驱动7段字符显示器显示相应的字符。除D、C、B、A=0000外，也可以接低电平，见表16-3中1～9行。
（2）消隐功能（=0）
此时端作为输入端，该端输入低电平信号时，表16-3倒数第3行，无论和输入什么电平信号，不管输入D、C、B、A为什么状态，输出全为0，7段显示器熄灭。该功能主要用于多位显示器的动态显示。
（3）灯测试功能（=0）
此时端作为输出端，见表16-3最后一行，输出全为