本试验选用CC40161同步二进制计数器,采用反馈方式构成十进制计数器. 反馈式十进制计数器一般有两种形式.其一,利用清除端CR构成.即:当Q3Q2Q1Q0=1010(十进制数10)时,通过反馈线强制计数器清零.如图5.18.4所示.该电路由于1010状态只有瞬间,它会引起译码电路的误动作,因此很少被采用.其二利用预置端LD构成.把计数器输入端D0D1D2D3全部接地.当计数器计到1001(十进制数9)时,利用Q3Q0反馈线使预置端LD=0则当第十个CP到来时,计数器输出端等于输入端电平,即:Q0=Q1=Q2=Q3=0.这样,可以克服利用清除端CR构成的计数器的缺点.利用预置端LD构成的积水电路如图5.18.5所示. 以上介绍的是一片计数器工作的情况.在实际应用中,往往需要多片计数器构成多位计数状态.所以我们介绍一下计数器的级联方法.级联可分串行进位和并行进位列种.串行进位的级联电路如图5.18.6(a)所示.其缺点是速度较慢.并行进位(也称超前进位)如图5.18.6(b)所示.后者的速度比前者大大提高 2、译码器
这里所说的译码器是将二进制数译成十进制数的器件.我们选用74LS48是BCD码七段译码器兼驱动器.其外引线排列图和功能表分别如图5.18.7所示.
图5.18.7 74LS48外引线排列图
74LS48具有以下特点:
(1)消隐(灭灯)输入BI低电平有效.当BI=0时,无论其余输入状态如何,所有输出为零,数码管七段全暗,无任何显示.可用来使显示的数码闪烁,或与某一信号同时显示.译码时,BI=1.
(2)灯测试(试灯)输入LT低电平有效.当LT=0(BI/RBO=1)时,无论其余输入为何状态,所有输出为1,数码管七段全亮,显示数字8.可用来检查数码管、译码器有无故障.译码时,LT=1.
(3)脉冲消隐(动态灭灯)输入RBI=1时,对译码无影响;当BI=LT=1时,肉RBI=0输入数码是十进制零时,七段全暗,不显示,输入数码不为零,则照常显示.在实际使用中有些零是可以不显示的,如004.50中的百位的零可不显示.若百位为零且不显示的零称为冗余零.脉冲消隐输入RBI=0,可使
冗余零消隐.
(4)脉冲消隐(动态灭灯)输出RBO与消隐输入BI共用一个管脚4,当它作输出端时,与RBI配合,共同使冗余零消隐.以3位十进制数为例.见图5.18.8.十位的零是否要显示,取决于百位是否为零,有否显示,这就要用RBO进行判断,在RBI和A3~A0全为零时,取决于百位是否为零,有否显示,且RBI=0(百位被消隐),则百位的RBO和十位的RO全为1,使十位的零不具备消隐条件,而与其它数码一起照常显示. 3.显示器
显示器采用七段发光二极管显示器,它可直接显示出译码器输出的十进制数.七段发光显示器有共阳接法和共阴接法两种.共阴接法就是把发光二极管的阳极都连在一起接到高电平上,与其配套的译码器为74LS46,74LS47;共阴接法则相反,它是把发光二极管的阴极都连在一起接地,与其配套的译码器为74LS48,74LS49.七段显示器的外引线排列图、共阴接法以及数字符号显示如图5.18.9(a)、(b)、(c)所示.
如果输入的频率较高时,显示器所显示的数字可能出现混乱或很快改变结果,这时,可在计数器的后面加一级锁存器(如74LS48,八D触发器).如果显示器所显示的数字暗淡,可加一级缓冲器(如74LS07,74LS17)或射随器来提升电流.
本实验还用到CMOS四2输入与非门CC4011一片.其外引线排列图见实验十五.
四、 实验内容
1. 测试CC40161的逻辑功能(计数、清除、置数、使能及进位等).CP选用手动单次脉冲或1Hz正方波.输出接发光二极管LED显示.
2. 按图5.18.5组装十进制计数器,并接入译码显示电路(各集成芯片之间的连线自画).时钟脉冲选择1Hz正方波.观察电路的计数、译码、显示过程. 3. 将1Hz方波该为1kHz方波,用示波器分别观测十进制计数器Q0、Q1、Q2、Q3的输出波形以及CP的波形,比较它们的时序关系. 五、 试验报告要求
1. 画出十进制计数、译码、显示电路中在、各集成芯片之间的连接图. 2. 用坐标纸对应时间轴,画出十进制计数器CP、Q0、Q1、Q2、Q3五个波形的波形图,标出周期,并比较它们的时序关系. 六、思考题
1用示波器观察CP、Q3~0波形时,要想正确观察波形的时序关系,有关选择什么触发方式?如果选用外触发方式,则应选哪个电压作为外触发电压?
2当计数器做加法计数时,要想观察到正确的输出波形,必须对示波器的触发斜率
有正确的选择,你认为触发斜率旋钮应置(+)?还是(-)?做减法计数时,该旋钮应置(+)?还是(-)?为什么? 七、注意事项
1.计数器CC40161和与非门CC4011均为CMOS集成电路,因此,闲置的输入端不能悬空..
2.检查显示器各段好坏时,可与译码器74LS48连接后,用LT=0来实现也可由电源+5V接470?电阻限流后接到显示器各段检查. 八、实验元、器件
计数器 CC40161 2译码器 74LS48 2共阴七段显示器 2四2输入与非门 CC4011 1
片 片 片 片 实验六 可编程计数器
一、
实验目的
1.加深了解中规模集成计数器的可编程计数功能. 2.学会用CC40161构成任意进制计数器的使用方法. 3. 学会使用多路模拟开关CC4052.
二、
预习要求
1. 阅读集成计数器CC40161和”双四选一”多路转换开关CC4052的逻辑功能表.
2. 画出完整的实验接线图,自拟实验步骤和测试图表.
3. 根据实验内容3.分别算出可编程补码计数器模为6、8、10、12时的编程预置数. 三、
试验原理与参考电路
前面我们已经学习了几种中规模集成计数器的计数方法.但它们多为二进制或十进制.如果构成任意进制的计数器(即可编程计数器),可用反馈清零法和反馈置数法. 1. 反馈清零法
在计数器过程中,将某个中间状态N1反馈到清除端,使计数器返回到零重新开始计数.这样可将模较大的计数器作为模较小(模为N)的计数器使用.若是异步清除,则N=N1,有毛刺;若是同步清除,则N=N1+1,且无毛刺.
以图5.19.1所示电路为例.该电路是两片74LS90构成的十进制计数器(74LS00的清零方式为异步).两片74LS00原可构成模为100的计数器.应用反馈清零法,当计数器计到24时异步清零,所以构成模N=24的计数器.图中计数器I是个位,计数器II十位.I的Q3与II的CP0相接作为低位计数器I和计数器II不会置零.当计数器计到24时,十位的1和个为的Q2全为1,R0A=R0=1,所以两个计数器同时置零.该电路在第24个计数脉冲到来后,出现一个脉宽很窄的多余脉冲(毛刺).相应改变反馈线的连接方式,就可构成100以内任意进制的计数器.
本实验介绍将CC40161、多路模拟开关CC4052和与非门CC4011，采用反馈置数法中的第一、第种方法构成的可编程计数器。
