数字电子技术基础试验与实训.DOCVIP

实训五. 组合逻辑电路应用：代码的转换 一. 实训目的 1. 用集成逻辑门电路设计一个8421码转换成格雷码的组合电路； 2. 用超前进位的74HC283四位加法器完成代码的转换。 　 二．实训仪器设备 1. CD4520、74HC86、74HC00各一块； 通用数字逻辑电路实验箱； MSO示波器一台。 三. 实训原理 1. 格雷码是计算机传输中运用的码制，因为它可以在代码传输过程中避免出现差错，因此8421码与格雷码之间的转换是相当重要的。 ` 表5-1 8421(格雷码转换真值表 编码 序号　　　 8421码 格　雷　码 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 0 0 1 1 3 0 0 1 1 0 0 1 0 4 0 1 0 0 0 1 1 0 5 0 1 0 1 0 1 1 1 6 0 1 1 0 0 1 0 1 7 0 1 1 1 0 1 0 0 8 1 0 0 0 1 1 0 0 9 1 0 0 1 1 1 0 1 10 1 0 1 0 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 0 12 1 1 0 0 1 0 1 0 13 1 1 0 1 1 0 1 1 14 1 1 1 0 1 0 0 1 15 1 1 1 1 1 0 0 0 经卡诺图化简后得到简化的逻辑表达式： 我们可以得到图5-1电路（上）。其中4520是双十六进制数计数器。（图5-1电路可以将两个实验同时完成。）也可以用逻辑开关代替CD4520计数器输入逻辑电平。 图5-1 2. 将一位十六进制码转换成8421BCD码,可以通过软件编程来完成。BCD码是可以直接用数码显示出让人们熟悉的十进制数，而十六进制数显示则不太习惯，因此将十六进制转换成十进制是有非常重要的意义。转换的规则非常简单，当输入一位十六进制数值超过十以后让其进位就可以了，但如果是多位十六进制数转换成十进制数则要用其它方法。实现一位十六进制转换成十进制电路如图5-1电路（下）所示。也可以用逻辑开关代替CD4520计数器输入逻辑电平。 实训内容与步骤 实训内容 1. 按图5-1电路（上）所示实现8421转换成格雷码，输入脉冲频率以可以看清转换前后字形为准（约1Hz），或手动输入脉冲。注意5420输出的8421码权，D是最高位，对应数码显示输入端（8）；A是最低位，对应数码显示输入端（1）。注意芯片内两个计数器的编号，如1D、1CLK分别是第一个计数器的输出与输入脉冲端。 8421BCD码与格雷码之间转换电路有多种，因此，实现这一个内容可以有不同形式，总之，以实现一个逻辑电路所采用的组合集成门越少、传输路径越短越好，同时也要考虑有无竞争冒险可能出现，（有关这方面知识，请仔细阅读相关书籍）。 8421码与格雷码关系如图5－2所示： 图 2. 按5-1电路（下）所示实现一位十六进制数转换成2位十进制数电路，输入脉冲频率以可以看清转换前后字形为准（约1Hz） 实训步骤 按事先设计好的逻辑图5-1(上、下)连接线路，检查无误后接通电源, 用数码显示器验证实验结果，分析图5-1（下）电路转换电路中74HC00与非门作用，图5-2中箭头说明了什么？ 两个实验可以分别或同时完成。 实验结果若不符合，查找故障并排除。 五. 实训报告要求与实训结果分析 在课前研究实训电路及实验方案，对于CD4520芯片，如果将脉冲的输入端从CLK端改为，则CLK端应该接低电平还是高电平？将答案通过实验认证及实训步骤1中的问题解答一同写在实验报告上。 对实训中发生的故障现象进行分析，写出对实训内容的理解。 如果将8421码转换成余三码，或者将余三码转换成8421码，试用74HC283加法器设计转换电路。 附：CD4520功能表 19 8 4 2 1 8 4 2 1 CLK 工作模式 ↓ 0 0 计 数 1 ↑ 0 计 数 × 1 0 保 持 0 × 0 保 持 × × 1 输出置零 BA DC 00 01 11 10 采用74HC08和74HC86实现 采用74HC04和74HC00实现 8 4 2 1 8 4 2 1 00 01 11 10 0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10 8 4 2 1 图5-2