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1、数字显示电路数字显示电路组合逻辑电路设计10/28/20221教学意图教学意图数字显示电路实验将传统的四个分离的基本实验数字显示电路实验将传统的四个分离的基本实验：基本门实验，编码器、译码器、七段显示器实验，基本门实验，编码器、译码器、七段显示器实验，加法器实验和比较器实验综合为一个完整的设计型加法器实验和比较器实验综合为一个完整的设计型的组合电路综合实验。通过本实验要求学生熟悉各的组合电路综合实验。通过本实验要求学生熟悉各种常用种常用中规模集成电路中规模集成电路组合逻辑电路的功能与使用组合逻辑电路的功能与使用方法，学会组装和调试各种方法，学会组装和调试各种中规模集成电路中规模集成电路组合逻组
2、合逻辑电路，掌握多片辑电路，掌握多片中小规模集成电路中小规模集成电路组合逻辑电路组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合设计技术，使学生具有数的级联、功能扩展及综合设计技术，使学生具有数字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。10/28/20222设计任务与要求设计任务与要求1.1.数字显示电路操作面板数字显示电路操作面板：左侧有左侧有16个按键，编号个按键，编号为为0到到15数字，面板右侧有数字，面板右侧有2个共阳个共阳7段显示器，操段显示器，操作面板如图所示。作面板如图所示。2.2.设计要求：当按下小于设计要求：当按下小于10的按键后，右侧低位的按
3、键后，右侧低位7段显示器显示数字，左侧段显示器显示数字，左侧7段显示器显示段显示器显示0；当按；当按下大于下大于9的按键后，右侧低位的按键后，右侧低位7段显示器显示个位段显示器显示个位数字，左侧数字，左侧7段显示器显示段显示器显示1。若同时按下几个按。若同时按下几个按键，优先级别的顺序是键，优先级别的顺序是15到到0。10/28/20223操作面板图操作面板图高位高位 低位低位10/28/20224器件清单器件清单n 1个四位二进制加法器个四位二进制加法器(74LS283)n 2个个8线线3线优先编码器（线优先编码器（74LS148）n 2个四个四2输入与非门输入与非门(74LS00)n 1个
4、非门个非门(74LS04)n 2个个74LS47显示译码器显示译码器(74LS47)n 2个个共阳数码管共阳数码管。n 16个按键个按键10/28/20225实验原理图实验原理图键键盘盘编编码码码码制制转转换换译译码码显显示示10/28/20226功能扩展功能扩展1.1.将输入大于将输入大于5的数字显示出来。的数字显示出来。设设计计要要求求：操操作作面面板板左左侧侧有有1616个个按按键键，编编号号为为0 0到到1515数数字字，面面板板右右侧侧有有2 2个个共共阳阳显显示示管管，操操作作面面板板如如图图所所示示（P209）。设设计计一一个个电电路路：当当按按下下小小于于5 5的的按按键键后后
5、，右右侧侧低低位位7 7段段显显示示器器显显示示数数字字5 5，左左侧侧显显示示器器显显示示；当当按按下下大大于于5 5的的按按键键后后，右右侧侧低低位位7 7段段显显示示器器显显示示数数字字5 5，左左侧侧显显示示器器显显示示。若若同同时时按按下下几几个个按按键键，优优先先级级别别的的顺顺序序是是1515到到0 0。(当按下当按下5 5键时，左侧显示器不显示。键时，左侧显示器不显示。)器器件件：1 1个个四四位位比比较较器器，2 2个个8 8线线33线线优优先先编编码码器器（74LS14874LS148），2 2个四个四2 2输入与非门和输入与非门和2 2个显示译码器（个显示译码器（74LS
6、4774LS47）。）。10/28/20227功能扩展功能扩展2.2.显示输入数字显示输入数字(小于小于10)10)的乘方。的乘方。设计要求：操作面板左侧有设计要求：操作面板左侧有1010个按键，编号为个按键，编号为0 0到到9 9数字，在面数字，在面板右侧有板右侧有2 2个共阳个共阳7 7段显示器，操作面板如图所示段显示器，操作面板如图所示（P209）。设计一个电路：当你按下按键后，七段显示。设计一个电路：当你按下按键后，七段显示器显示按下数字的乘方。右侧低位器显示按下数字的乘方。右侧低位7 7段显示器显示个位段显示器显示个位数字，左侧数字，左侧7 7段显示器显示十位数字。若同时按下几个段显
7、示器显示十位数字。若同时按下几个按键，优先级别的顺序是按键，优先级别的顺序是9 9到到0 0。器件器件：1 1个加法器，个加法器，2 2个个8 8线线33线优先编码器（线优先编码器（74LS14874LS148），），2 2个个四四2 2输入与非门和输入与非门和2 2个显示译码器（个显示译码器（74LS4774LS47）。）。10/28/20228功能扩展功能扩展3.3.将输入将输入8421BCD码转换成为余码转换成为余3码显示。码显示。设设计计要要求求：操操作作面面板板左左侧侧有有10个个按按键键，编编号号为为0到到9数数字字，面面板板右右侧侧有有2个个共共阳阳7段段显显示示器器，操操作作面
8、面板板如如图图所所示示（P210）。设设计计一一个个电电路路：当当你你按按下下按按键键后后，七七段段显显示示器器显显示示按按下下数数字字加加3的的数数字字。右右侧侧低低位位7段段显显示示器器显显示示个个位位数数字字，左左侧侧7段段显显示示器器显显示示十十位位数数字字。若若同同时时按按下下几几个按键，优先级别的顺序是个按键，优先级别的顺序是9到到0。器器件件：1 1个个加加法法器器，2 2个个8 8线线33线线优优先先编编码码器器（74LS14874LS148），2 2个个四四2 2输入与非门和输入与非门和2 2个显示译码器（个显示译码器（74LS4774LS47）。）。10/28/20229设
9、计设计报告报告要求要求1.设计题目设计题目，设计人员，完成日期。设计人员，完成日期。2.设计目的及要求。设计目的及要求。3.总电路框图及总原理图。总电路框图及总原理图。4.设计思想及基本原理分析。设计思想及基本原理分析。5.单元电路分析，元件介绍和元件参数计算。单元电路分析，元件介绍和元件参数计算。6.测试结果分析，调试过程中所遇故障的分析。测试结果分析，调试过程中所遇故障的分析。7.设计过程的体会与创新点，建议。设计过程的体会与创新点，建议。8.元件清单。元件清单。9.附仿真报告。附仿真报告。10.参考文献。参考文献。10/28/202210思考题思考题1.1.用用LED显显示示高高低低电电
10、平平时时，为为什什么么要要串串接接一一个个电电阻阻？该电阻值如何选择？该电阻值如何选择？2.共共阳阳极极与与共共阴阴极极七七段段显显示示发发光光管管有有何何区区别别？在在使使用上如何处理？用上如何处理？3.将将共共阳阳极极七七段段显显示示发发光光管管LED改改为为共共阴阴极极七七段段显显示发光管示发光管LED，对电路如何处理？，对电路如何处理？4.什么是高有效译码器？什么是低有效译码器？什么是高有效译码器？什么是低有效译码器？5.如如将将两两片片8-3编编码码器器改改为为一一片片16-4编编码码器器后后，如如何何设计电路？设计电路？10/28/202211思考题思考题6.6.选做题选做题1中将
11、比较器换为加法器如何设计电路？中将比较器换为加法器如何设计电路？7.利用利用3片片74LS148和门电路构成和门电路构成24-5线优先编码器。线优先编码器。8.用用2片片74LS83将将2位位十十进进制制数数的的BCD码码转转换换成成7位位二二进进制码输出。制码输出。9.使使用用2片片74LS138和和74LS20、74LS30完完成成2个个2位位二二进进制数的加、乘及大小比较电路的设计。制数的加、乘及大小比较电路的设计。10.自自拟拟用用编编码码器器、译译码码器器、显显示示器器、加加法法器器、基基本本门门、比较器和选择器设计一实用组合电路。比较器和选择器设计一实用组合电路。10/28/202212参考文献参考文献1.数数字字电电路路实实验验一一体体化化教教程程，侯侯建建军军，北北京京：清华大学出版社，清华大学出版社，2005年。年。2.电电子子技技术术基基础础实实验验与与课课程程设设计计，高高吉吉祥祥，北北京京：电子工业出版社，电子工业出版社，2002年。年。3.电电子子技技术术基基础础实实验验，陈陈大大钦钦，武武汉汉：华华中中科科技技大学出版社，大学出版社，2001年。年。4.电电子子线线路路设设计计、实实验验、测测试试，谢谢自自美美，武武汉汉：华中科技大学出版社，华中科技大学出版社，2000年。年。10/28/202213