實驗二 計數器集成電路的應用

1、1實驗一實驗一組合邏輯電路設計組合邏輯電路設計一、一、實驗目的實驗目的1、熟悉應用中小規(guī)模數字集成電路的工程技術；2、掌握組合邏輯電路的設計方法。二、二、設計步驟設計步驟對于某些對象的啟動／停止或者打開／閉合等一類二值控制問題（電氣工程稱之為乒乓控制），往往可以抽象歸納成為邏輯問題。使用數字邏輯電路實現(xiàn)解決這一邏輯問題的電路系統(tǒng)，即可實現(xiàn)邏輯控制。使用小規(guī)模（SSI）數字集成電路進行組合邏輯電路設計的步驟是：1、分析實際問題進行邏輯抽象

2、：定義輸入或輸出變量并進行邏輯賦值，即確定True(1)或False(0)表示的含義。在此基礎上列出邏輯真值表。2、由真值表寫出邏輯函數表達式并化簡為最簡式。3、按照化簡后的表達式畫出邏輯函數原理圖。為了降低電路成本、便于系統(tǒng)安裝和未來維修，有經驗的工程師常常設法用盡可能少的數字集成電路種類和芯片數目來實現(xiàn)設計。因此2，3兩步驟應統(tǒng)籌考慮。4、查閱集成電路手冊確定電路中所使用的芯片型號和具體的引腳連接關系。5、正確地焊接（連接）電路，在

3、確認無誤后上電試驗，測試電路的邏輯關系是否實現(xiàn)真值表（解決邏輯問題）。當然，這需要解決全部有關邏輯變量的狀態(tài)設定和輸出邏輯狀態(tài)的測試問題。值得說明，一種專門測試邏輯電平的常用工具是“邏輯筆”。三、三、設計要求設計要求請設計組合邏輯電路解決如下邏輯問題：1、某競技運動項目設主裁判一名，副裁判兩名。比賽規(guī)則是：主裁判和至少一名副裁判判定某運動員勝利，則該運動員取勝。設計實現(xiàn)電子裁判機。2、某儲液罐設有大小各一個補液泵和高、中、低液位傳感器。

4、三個傳感器都在頁面低于其監(jiān)測的位置時發(fā)出信號，否則沒有信號輸出。由于結構上的原因，高位傳感器不會出故障；其余兩個傳感器在液面高于其監(jiān)測位置時決不會產生錯誤的信號輸出，但卻可能在故障時發(fā)不出信號來。設計電路系統(tǒng)實現(xiàn)如下控制要求：液面達到或超過高位時補液泵全停；液面低于高位而高于中位時，小泵啟動工作，大泵停止；液面低于中位而高于低位時，大泵啟動工作，小泵停止；液面低于低位時，大小兩泵同時啟動工作。在實現(xiàn)上述控制要求的同時給出傳感器發(fā)生故障的

5、報警信號。3控制端（低電平有效）。當端出現(xiàn)有效電平時，‘D0～D3’輸入的初值LD數據（8421BCD碼）置入計數器內，同時在Q0～Q3計數輸出端輸出。在應用系統(tǒng)中，人們往往希望顯示當前計數值。這就需要對該輸出進行譯碼、顯示。在數字系統(tǒng)中，顯示器的產品很多，如熒光數碼管、半導體、顯示器液晶顯示和輝光數碼管等。數顯的顯示方式一般有三種，一是重疊式顯示，二是點陣式顯示，三是分段式顯示。工程上常用發(fā)光二極管（LED）七段數碼顯示器。因為它有高

6、亮度、低功耗、長壽命、多顏色、多規(guī)格等特點。它用七只LED制成七段筆畫（分別稱之為abcdefg）構成“8”的形狀。因此只要將BCD碼表示的數字按照字形，對應地點燃相關的a段至g段LED，就實現(xiàn)了計數顯示。這一點，應用組合邏輯設計的技術不難實現(xiàn)。當然，譯碼電路不算簡單，并且要解決通用邏輯電路的扇出能力問題，就是說要加電流（或功率）驅動。實現(xiàn)上述功能的譯碼驅動器產品種類很多。而且要根據具體的數碼顯示器的型號種類及其工作原理來選用。本實驗中