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1、实验三 译码显示电路姓名学号： zht班级日期： 15 自动化 2 班： 2016/10/21目录一、实验内容 3二、设计过程、仿真及实验步骤 4 设计过程 4 电路图及PROTEU仿真测试6 实验步骤 9三、实验数据及结果分析 10实验数据 10 结果分析 12四、思考分析 13一、实验内容1. 测试 74LS194。2. 实现四节拍顺序脉冲发生器。3. 实现四位扫描译码显示电路。 采用四节拍顺序脉冲发生器产生的顺序脉冲作为Ds信号。8421BCE码利用74LS197输入。4. 自行设计电路在LED数码管同时显示出8位学号。实验仪器：1. 数字电路实验箱、数字万用表、示波器。2. 器件：74
2、LS48 74LS194 74LS73 74LS0Q二、设计过程、仿真及实验步骤设计过程：1将 74LS194 的 CP接正脉冲，Do、Di、D2、D3、Cr、Si、So 分别接 模拟开关，Dsr接HIGH QA QB QC QD接 “0-1 ”显示器。先让C?=0 检验是否能置零。接着手动拨动开关控制Do、D1、D2、D3的值来决定将要送入移位寄存器的信号，然后将Cr、Si、So调为1并按动正脉 冲的按钮，通过观察“ 0-1 ”显示器来判断是否成功将 Do、Di、D2、 D3并行送数。接着依次观察当Cr S1 So为1oo、1。1、no时按动正脉 冲按钮后“ o-1 ”显示器的状态来测试74
3、LS194的保持、右移、左移 功能是否正常。2. 按照实验教材要求依照该章节图（五）连接电路。先将C?接LOW来完成置零，然后将Cr接HIGH CP接连续脉冲即可完成要求的四节 拍顺序脉冲发生器。可将 QA QB QC QD接入示波器的通道接口来 观察其波形。3. 按照实验教材的图（4）连接74LS48和数码管，接着将上一内容完成的四节拍顺序脉冲发生器的输出接入数码管的位选端，并通过 74LS197产生八进制计数接入数码管段选端。用正脉冲控制74LS197的CP即可完成四位扫描译码显示电路。显示的数字为由正脉冲控 制的74LS197输出的二进制计数转化为十进制数字的结果。4. 因为本人学号里没
4、有8和9,故只需通过74LS197产生八进制计数， 将输出接入数码管段选端。同时也要将 74LS197的输出接入74LS138的 S2、S1、S0,将 74LS138 的 G1 接 HIGH G2A、G2B 接 LOW 使其 正常工作。这时每当74LS197输出一个特定的二进制计数，74LS138 相对应的输出端便输出0,其余的输出1。故只需将数码管的位选端 接需要显示的数字对应的74LS138的输出端即可（比如要在第一位和 第三位显示2,则将位选端的第一位和第三位接 74LS138的Y输出端。这样当74LS197输出0010时，74LS138输出端中Y；为0,其余为1, 此时数码管中只有接Y
5、；的第一位和第三位会显示数字 2,其余不显示。） 这样便可以使特定的数字在特定的位置亮。若作为CP的连续脉冲频率足够高，我们则可以同时看到在不同位置显示的数字，即可完成在LED数码管同时显示8位学号。（若学号有8和9,则需通过74LS197 产生十六进制计数，将 Q0 Q1、Q2接入S0 S1、S2。Q3控制G1, 使Q3为1时G1位0, 74LS138不工作。并通过设计一定的逻辑电路 创造两个输出端：一个能在74LS197输出1000时为0,其余时刻为1； 一个能在74LS197输出1001时为0,其余为1。这两个输出端作为 74LS138输出端的补充，若某一位需显示 8或9,则将其位选端接
6、这 两个输出端中的一个。图如下）。若学号有8和9,实验内容4的逻辑电路设计图:电路图及PROTEU仿真测试:实验内容2：8aS8U1S -1-4 T=> T»7IKHZ土圭土装昌诃ATUA yA13Al 5 田祖.7V BT) TII *PLT实验内容3:固定8421BC码为1000。CP高频率下（肉眼无法看出灯的闪烁，故看起来灯全部都在亮）：CP低频率下（LED灯从左至右依次亮起再熄灭）实验内容4:153500"!ICCOOEECS5S8U LE1 _1 _j Itu e -j _i _j ite G O -C O i/ y 4 ?2壮r s.1KHZ 实验步骤:
7、内容1按照设计连接电路并且拨动模拟开关进行测试。先选定一组Do、Di、D2、D3的值来决定将要送入移位寄存器的信号， 然后将cr、 S、So调为1并按动正脉冲的按钮，通过观察“ 0-1 ”显示器来判断 是否成功将Do、Di、D2、D3并行送数。接着依次观察当C? Si So为100、 101、110时按动正脉冲按钮后“ 0-1 ”显示器的状态来测试 74LS194 的保持、右移、左移功能是否正常。内容2:按照实验教材图（五）连接电路，然后先将 C?接LOW来完成 置零，然后将CV接HIGH CP接连续脉冲即可完成要求的四节拍顺序 脉冲发生器。也可以将 占接一模拟开关，模拟开关关闭来完成置零，
8、模拟开关打开来触发四节拍发生器运行。最后将74LS194中的QAQB QC QD接入示波器的通道接口来观察其波形。内容3:因为实验用的实验箱已经整合了 74LS48和数码管的电路， 所以只需将上一内容完成的四节拍顺序脉冲发生器的输出QA QBQC QD接入数码管的位选端，其余步骤与设计过程所述相同。最后 还要观察在不同的时钟频率下数码管显示的差异。内容4:按照设计过程4连接好电路之后，将连续脉冲的频率调至高 频率，使不同数字显示的间隔时间缩小，数字闪烁的频率加快，从而 在视觉上显示全部8个数字。三、实验数据及结果分析实验数据：实验内容2:四节拍顺序脉冲发生器输出端波形图:D0 D1、D2、D3
9、分别为四节拍发生器中74LS194的数据输出端QAQB QG QD实验内容3：CP高频率下（肉眼无法看出灯的闪烁，故看起来灯全部都在亮）CP低频率下（四个七段数码管从左至右依次亮起再熄灭）：实验内容4:结果分析：实验结果与预期结果十分相符，符合实验内容，检验了设计过程的正 确性。四、思考分析分析CP脉冲上升沿和下降沿的输入顺序对实验结果的影响：CP脉冲上升沿和下降沿的输入顺序主要会对四节拍顺序脉冲发生器的工作产生影响。因为74LS194是上升沿触发，JK触发器是下降沿触发，所以如果 CP 是上升沿输入，那么四节拍发生器会如实验原理正常触发，即先触发74LS194进行并行送数，并使K=0,然后紧
10、跟着的下降沿触发JK触发 器改变Q的值并进行接下来的右移进程。如果CP是下降沿输入，那么JK触发器会先触发，此时 K=1、J=1， 触发后会交换Q和Q的值。Cr负脉冲过后，JK触发器中Q=Q Q=1, 所以Q和Q的值交换后Q=0，Q=1,即此时So=101。接着的上升 沿会触发74LS194使置入的数字右移，但因为之前并没有并行送数， 所以QA QB QC QD依然为0，K依然为1。第二个下降沿来到时再 次触发JK触发器，使Q和Q的值在交换一次，此时Q=1、Q=0即此 时CSSo = 111，接着的上升沿会触发74LS194并进行并行送数，此时 它便会和CP为上升沿输入时一样正常工作。总结以上，CP脉冲上升沿和下降沿的输入顺序最终都会使四节拍顺 序脉冲发生器正常工作，但如果 CP脉冲是下降沿输入则会比其为上 升沿输入的情况慢一个半时钟周期达到正常工作的状态。