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用 74154N 驱动七段数码管.docx

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.20M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    本科实验报告 实验名称： 用 74154N 驱动七段数码管 课程名称： 数字电路 A 任课教师： 丁志杰 实验教师： 丁志杰 学生姓名： 唐高鹏 实验时间： 19/3/12 实验地点： 2-A204 实验类型： □原理验证 □综合设计 □自主创新 学号/班级： 1120170429/05951701 组 号 ： 学 院 ： 信息与电子学院 同组搭档： 专 业 ： 电子信息实验班 成 绩 ：
    一． 实验目的 用 74154N 译码器驱动七段数码管，实现七段数码管数字 0 到 9 的显示。 二、题目分析 分析可知，数码管每个发光二极管都显示数码字形的一段，因此每一个输入控制其中一 段的亮灭，即可分别得到输出的字形。那么我们需要设计在显示相应的数字时亮（高电平）、 灭（低电平）与输入的对应关系。 首先，我们需要针对 A、B、C、D 四个管脚在每个字形中的亮灭情况作出分析： 管脚 A 对应七段数码管中最上方位置的发光二极管。在数字 0-9 中，用到上方发光 二 极管的数字有“0”，“2”，“3”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”故这八组数在真值表中对应的数 字为 1，其余为 0。 管脚 B 对应七段数码管中右上方发光二极管。在数字 0-9 中，用到该发光二极管的 数 字有“0”，“1”，“2”，“3”，“4”，“7”，“8”，“9” 故这八组数在真值表中对应的数字为 1， 其余为 0。 管脚 C 对应七段数码管中右下方发光二极管。在数字 0-9 中，用到该发光二极管的 数 字有“0”，“1”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，故这八组数在 真值表中对应的数 字为 1，其余为 0。 管脚 D 对应七段数码管中下方发光二极管。在数字 0-9 中，用到该发光二极管的数 字 有“0”，“2”，“3”，“5”，“6”，“8”，“9”，故这八组数在真值表中对应的数字为 1，其余为 0。 管脚 E 对应七段数码管中左下方发光二极管。在数字 0-9 中，用到该发光二极管的 数 字有“0”，“2”，“6”，“8”，故这八组数在真值表中对应的数字为 1，其余为 0。 管脚 F 对应七段数码管中左上方发光二极管。在数字 0-9 中，用到该发光二极管的 数 字有“0”，“4”，“5”，“6”，“8”，“9”，故这八组数在真值表中对应的数字为 1，其余为 0。 管脚 G 对应七段数码管中中间发光二极管。在数字 0-9 中，用到该发光二极管的数 字 有“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“8”，“9” 故这八组数在真值表中对应的数字为 1，其余为 0。 以此类推写出真值表。
    三、设计过程 本次实验选取线译码器 74154N，通过分别控制 4 个电源输入端的高低电平实现 4 位二 进制数的输入。根据上述真值表可写出逻辑表达式： A=∑m(0,2,3,5,6,7,8,9) B=∑m(0,1,2,3,4,7,8,9) C=∑m(0,1,3,4,5,6,7,8,9) D=∑m(0,2,3,5,6,8,9) E=∑m(0,2,6,8) F=∑m(0,4,5,6,8,9) G=∑m(2,3,4,5,6,8,9) 由分析可知上方发光二极管亮的表达式为Σm（0，2， 3，5，6，7，8，9），由于要采 用连接方式最少的方法，故选用与门。同理可得其他的管脚 对应的表达式为： B:m1m4 用 与门 C:m2 直接连接 D:m1m4m7 用与门 E:(m0m2m6m8)’用与非门 F:m1m2m3m7 用与门 G:m0m1m7 用与门 四． 设计结果 用 Multisim 仿真的电路结构如下图所示： U10 0 U11 0U12 0 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U2 0 U4 CK A B C D E F G U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 五、仿真结果 输入的四位二进制数为 0000 时，对应的 10 进制数为 0，此时输出图像为:
    U2 0 U2 0 U2 0 U4 CK A B C D E F G U4 CK A B C D E F G U4 CK A B C D E F G U10 0 U11 0U12 0 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 0001 时，对应的 10 进制数为 1，此时 输出图像为: U10 1 U11 0U12 0 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 0010 时，对应的 10 进制数为 2，此时 输出图像为: U10 0 U11 1U12 0 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 即输入的四位二进制数为 0011 时，对应的 10 进制数为 3， 此时输出图像为:
    U2 0 U2 0 U2 0 U4 CK A B C D E F G U4 CK A B C D E F G U4 CK A B C D E F G U10 1 U11 1U12 0 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 0100 时，对应的 10 进制数为 4，此时 输出图像为： U10 0 U11 0U12 1 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 0101 时，对应的 10 进制数为 5， 此时输出图像为： U10 1 U11 0U12 1 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 0110 时，对应的 10 进制数为 6， 此时输出图像为：
    U10 0 U11 1U12 1 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 0111 时，对应的 10 进制数为 7，此时 输出图像为： U10 1 U11 1U12 1 U13 0 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 输入的四位二进制数为 1000 时，对应的 10 进制数为 8，此时 输出图像为： U10 0 U11 0U12 0 U13 1 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN U2 0 U2 0 U2 0 U4 CK A B C D E F G U4 CK A B C D E F G U4 CK A B C D E F G 即输入的四位二进制数为 1001 时，对应的 10 进制数为 9， 此时输出图像为：
    U10 1 U11 0U12 0 U13 1 U8 0U9 0 U3 23 22 21 20 18 19 A B C D ~G1 ~G2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 74154N U2 0 U4 CK A B C D E F G U5A 7408N U5B 7408N U1A 74ALS11AN U7A 7420N U6A 74AS21N U1B 74ALS11AN 六、结果分析 由仿真结果可知，当输入相应二进制数时，七段数码管相应的发光二极管会亮起。下面 对各个数字进行分析 观察输出管脚 00 可知，00 共连接了 ABCDEF 六个管脚对应的发光二极管。七段数码 管 显示正确。 观察输出管脚 01 可知，01 共连接了 BC 两个管脚对应的发光二极管。七段数码管 显示 正确。 观察输出管脚 02 可知，02 共连接了 ABDEG 五个管脚对应的发光二极管。七段数码 管 显示正确。 观察输出管脚 03 可知，03 共连接了 ABCDG 五个管脚对应的发光二极管。七段数码 管 显示正确。 观察输出管脚 04 可知，04 共连接了 BCFG 四个管脚对应的发光二极管。七段数码管 显 示正确。 观察输出管脚 05 可知，05 共连接了 ACDFG 五个管脚对应的发光二极管。七段数码 管 显示正确。 观察输出管脚 06 可知，06 共连接了 ACDEFG 六两个管脚对应的发光二极管。七段数 码 管显示正确。 观察输出管脚 07 可知，07 共连接了 ABC 三个管脚对应的发光二极管。七段数码管 显示 正确。 观察输出管脚 08 可知，08 共连接了 ABCDEFG 七个管脚对应的发光二极管。七段数 码 管显示正确。 观察输出管脚 09 可知，09 共连接了 ABCEFG 六个管脚对应的发光二极管。七段数码 管 显示正确。 小结 本次实验证明通过 4 线-16 线译码器可以实现七段数码管的功能，同时，通过本次实 验 提高了对电路的设计能力，也熟悉了七段数码管的使用，对本课程的学习有一定的促进 能力。
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