(2)经检查无误后,调节VREF=5V,输入CP脉冲(单脉冲),开始计数,观察Vo电压变化。当D7~D0分别为00H、20H、80H及FFH时,记录各数字量对应的模拟输出电压Vo,填入表7.2中。
表7.2
输入数字量 00H 20H 40H 80H 输出模拟量 VREF=5V (3)调节基准电压为2.5V,重复上一步骤。 5.设计性实验
VREF=2.5V FFH 注:在00H时,需要通过调整可变电阻器,使输出为0mV。
使用计数器、DAC0832和其他附加电路设计一个阶梯波发生器电路。把计数脉冲送到计数器进行计数,计数器的输出端接D/A转换器的输入端,D/A转换器的输出则为周期阶梯电压波形。
要求写出设计步骤,分析设计思路,并在实验系统上调试,用示波器观测并记录输出电压的波形。 7.5 实验报告要求 1.预习报告的要求
实验名称、实验内容、试验线路、电路元件和电源的参数、相应测量数据的表格。 2.讨论并完成下面工作:
(1)讨论分析反馈电阻RF接到引脚9和引脚11有何区别,输出电压如何变化?
(2) 注意观察和理解,反馈电阻RF接到引脚9和引脚11时,调零和调满量程方法的意义。 (3) 熟悉DA0832三种工作,总结本次实验中直通工作方式接线特点。
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实验八 综合训练
8.1 多位LED显示器的动态扫描驱动电路
8.1.1 训练目的
1.了解扫描驱动电路的组成和工作原理。
2.通过实验熟悉扫描显示电路的设计和使用方法。
3.熟悉和掌握运用数字集成电路组成实用电路的原理分析能力。 4.了解数字电路的组成和排除故障方法。 8.1.2 训练参考电路
多位LED显示器的动态扫描驱动参考电路如图8.1.1所示。
+5V510K510K510K510K3数码管f[LEDgn]bgcDPYad8数码管f[LEDgn]bgcDPYad数码管f[LEDgn]bgcDPYda数码管f[LEDgn]bgdefgcDPYaeeabcdefgabcdefgabcdeefg12345671234567123456774LS07OC门1111G1A1B2G2A2B123474LS13956789101112131415161Y31Y21Y11Y02Y32Y22Y12Y01abcdefg246180121474LS48135791113ABCDQ1Q0+5VEPET24618012141613与非门74LS0024ABCDE1E2E3E4246824682468246874LS16113579111315555CPABCDLD74LS1251357定时器74LS125135774LS125135713571234567abcde74LS125A0B0C0D0 图8.1.1 多位LED显示器的动态扫描驱动参考电路
8.1.3 说明
七段LED显示器也称数码管,用在要求显示数字的场合,使用时必须加译码驱动电路,常用的显示电路有两种工作方式,既静态译码显示和动态扫描显示。所谓静态译码显示是指一个译码驱动电路驱动一个七段显示器进行数码显示,是一种典型的静态显示电路,它常被用于电子钟、频率计等各种数字系统。而动态扫描显示是指多个七段显示器共用一个译码驱动电路,由扫描电路控器各位显示器分时进行显示,即每个显示器按不同的时间轮流使用这个译码驱动电路,从而显示单元电路更加简单。在单片机系统中,常用动态扫描显示电路,例如HD7279A、MAX721 9等就是能够同时驱动8位共阴极数码管的驱动芯片。
(1) 一位显示器的译码驱动电路
在数字集成电路中,七段译码器/驱动器是专门用来驱动数码管发光显示数码的。能驱动共阴极结构LED数码管的集成电路有:74LS48、74LS49、741。74 LS248、74LS249、CC4511、MC14495等;能驱动共
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阳极结构LED数码管的集成电路有:74LS47、74LS246、74LS247等。一位显示器的译码驱动电路的参考电路如图8.1.4所示。
(2)多位显示器的动态扫描译码驱动电路
当显示器的位数较多时,每位显示器用一个译码驱动电路,电路的复杂程度会增加,采用动态扫描多位显示器,会减少电路连线,缩小体积,下面以4位共阴极显示器的动态扫描译码驱动电路为例,说明其设计方法。
1分析要求,画出电路的原理框图 ○
动态扫描显示的参考电路如图8.1.1所示,它包括一片译码器带4位LED显示器译码驱动电路、多路数据选择器和控制电路4个组成部分。图中,4位LED显示器共用一片译码/驱动器 (74LS48),各位LED数码管对应的笔段相并联后,再与译码器的输出端连接。电路的工作原理是:每个待显示的学生学号(BCD码数据,例如4D3、4D2、4D1、4D0。)分别送到4个不同的数据选择器输入端,控制电路产生的数据信号(1Y0、1Y1、1Y2、1Y3。)控制数据选择器的输出,4个数据选择器的输出分别送到74LS48的数据输人端,经过74LS48译码后,送到4个显示器的输入端,同时,控制电路产生的显示器位选择信号2Y0、2Y1、2Y2、2Y3。分别送到显示器的公共端,当位选择信号为低电平时,其对应的显示器发光显示数码。当它为高电平时,其对应的显示器不发光。
注意:多位LED扫描显示时,数码管承受的是脉冲信号,平均功率较低,为使显示有足够的亮度,必须使流过显示器的电流增大一些,或者显示器的工作电压提高。
2单元电路设计 ○
(A)数据选择器
数据选择器选用集成电路74LS125进行设计较为简便。它是4个三态输出缓冲器,引脚排列图如图8.1.2所示。图中,A0、A1、A2、A3为数据输入端选择输入端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端,EN0\\EN1\\EN2\\EN3为控制输入端,,当EN = 0时逻辑关系为Q = A;EN = 1时为高阻状态。三态输出缓冲器电路的具体连接请同学自己完成。
VCC14EN413A412Q411EN310A39Q3874LS1251EN12A13Q14EN25A26Q27GND
’ 8.1.2 74LS125三态输出缓冲器引脚排列图
(B)控制电路
控制电路由NE555时钟脉冲产生电路、74LS161计数器组成的分频电路和74LS139译码器构成,它的功能有两个:一是产生数据选择的选择控制信号(1Y0、1Y1、1Y2、1Y3),二是产生的显示器位选择信号(2Y0、2Y1、2Y2、2Y3 )。具体的电路请同学自己完成。其中,时钟脉冲产生电路选用定时器NE555实现。
在设计时钟脉冲产生电路时,应考虑位选择信号的频率太低,会使显示闪烁,如果它的频率过高,往往使显示的数码产牛余辉,结果显示的数码不够清晰。为此,位选择信号的频率应设计在下式确定的范围内
25N < fc < 100N
式中,N为显示器位数,fc为选择信号的频率,单位为Hz。 8.1.4 训练任务
设计制作一个多位LED显示器的动态扫描驱动电路,该驱动电路能分时驱动4位共阴极数码管显示数
图6.10.2 74LS125的外引线排列图 33
码,分别显示学生学号的后四位数,显示的数码清晰明亮,无闪烁现象发生
8.1.5 调试步骤
1.组装调试用一片译码器带4位LED显示器译码驱动电路、四路数据输入电路,每一路数据输入用一组BCD码代替学生的学号。
2设计、组装并调试控制电路,,用示波器观察比较它们的时序关系
3完成动态扫描电路的联调。在数据输入端同时输入4个不同的BCD码数据,应显示不同的数码。 4将动态扫描电路的CP改为l Hz的正方波信号,观察数据的动态显示过程。
8.1.6 训练报告要求
1.画出完整的动态扫描显示电路的原理图。
2.静态显示电路与动态显示电路的区别是什么?两种电路的优缺点何在? 3.动态扫描显示电路的工作原理是什么。 4.简述心得、体会与建议。
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8.2 单元电路的综合应用(一)
8.2.1训练目的
1.掌握单元电路的工作原理。
2.训练用单元电路构成功能电路的方法,提高应用能力。 8.2.2 训练参考电路
数字电路实验综合应用电路,如图8.2.5所示。 8.2.3 说明
图8.2.5数字电路实验综合应用(一)电路
图8.2.5数字电路实验综合应用(一)电路,是利用在基础实验中做过的单元性电路实验组合而成的。电路中包括矩形波信号产生电路、分频电路、控制电路等。
1.电路组成
矩形波信号产生是由定时器NE555和外围元件构成的电路。电路中R1、R2、C1、C2是定时电阻和电容,C3是控制电压稳定电容,Sl是改频控制开关。闸门控制是由与非门74LS00构成的电路。电路中S2是闸门电路控制开关。十分频是由十进制同步计数器74LSl60构成的电路。二分频是由D触发器74LS74构成的电路。电路中C4、C5、C6分别是各级电路高频去耦电容。
2.基本工作过程
电路工作时,由多谐振荡电路产生的矩形波信号(或CP脉冲),送入闸门控制电路。当开关S2断开时,闸门控制电路被打开,矩形波信号经闸门控制电路,送入十分频电路,再经二分频电路输出;当开关S2接通时,闸门控制电路被关闭,无矩形波信号输出。
8.2.4 训练任务及调试步骤
1.按参考电路图8.2.5搭接并完成各单元电路功能的调试。
2.按参考电路图8.2.5,正确的组接功能电路,并经检查正确无误后接通电源。按下述要求进行功能测试。
(1)将S2断开,可用双踪波器1通道测量矩形波信号振荡电路输出波形,2通道测量十分频矩形波信号输出波形或十分频后的二分频矩形波信号输出波形,并绘制在图8.2.6中。
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