????1. 了解動(dòng)態(tài)掃描顯示電路的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)；

????2. 掌握十進(jìn)制數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)方法。

二、 主要儀器設(shè)備及軟件

????硬件：DGDZ-5 型電工電子實(shí)驗(yàn)箱、電腦

????軟件：ISE 14.7

三、 實(shí)驗(yàn)原理（或設(shè)計(jì)過(guò)程）

????????4 位動(dòng)態(tài)顯示原理框圖如上圖所示，可見 4 位數(shù)碼管共用一個(gè) CD4511 譯碼器。當(dāng)CP脈沖的頻率為 1Hz 時(shí)，在 CP 脈沖的控制下，4 位數(shù)碼管將逐個(gè)輪流分時(shí)顯示；頻率足夠大時(shí)，由于人眼的滯留特性，數(shù)碼管上將會(huì)同時(shí)分別顯示 4 個(gè)數(shù)據(jù)。

????????動(dòng)態(tài)顯示電路有四個(gè)組成部分：控制部分（提供數(shù)碼管的位選信號(hào)和數(shù)據(jù)選擇器的地址信號(hào)）、數(shù)據(jù)選擇部分（提供顯示的數(shù)據(jù)）、譯碼驅(qū)動(dòng)（BCD 碼-七段顯示數(shù)字碼）、顯示部分。其中譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示部分已經(jīng)集成在 DGDZ-5 型電工電子實(shí)驗(yàn)箱上。

四、 實(shí)驗(yàn)電路圖

五、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

????1.測(cè)試 CD4511 和數(shù)碼管的功能

????????CD4511 和數(shù)碼管已集成在實(shí)驗(yàn)箱上，分別將動(dòng)態(tài)顯示模塊的 A、B、 C、D 端口與邏輯電平的 K1、K2、K3、K4 相連；W1、W2、W3、W4 與 K5、K6、K7、K8 相連，如下圖所示。

????????調(diào)整邏輯電平，觀察動(dòng)態(tài)顯示模塊的變化，可以得到如下兩張表格：

????2.設(shè)計(jì)一個(gè) 4 位的動(dòng)態(tài)顯示電路，顯示的內(nèi)容為學(xué)號(hào)的后四位。

????????(1)設(shè)計(jì)過(guò)程：①控制部分：由 M=4 計(jì)數(shù)器（兩位加法計(jì)數(shù)器）和 2-4 譯碼電路構(gòu)成，在 CP 的作用下，計(jì)數(shù)器的輸出將從 00 逐步增加到 11 并循環(huán)，經(jīng)過(guò)譯碼器翻譯后選擇對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)端口輸出“1”作為位選信號(hào)，并使對(duì)應(yīng)數(shù)碼 管激活亮起，實(shí)際上數(shù)碼管位選信號(hào)低電平有效，故要加上邏輯非門。②數(shù)據(jù)選擇部分：計(jì)數(shù)器的輸出端高低位分別與四個(gè)數(shù)據(jù)選擇器地址端的高低位相連，可以實(shí)現(xiàn)將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)送進(jìn)數(shù)碼管的 CD4511 譯碼器。

????????本人學(xué)號(hào)后四位是 0330，由以上討論可以得到以下綜合表：

????????則 4 個(gè)四選一數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)端分別為：(D)0000、(C)0000、 (B)0110、(A)0110。最終設(shè)計(jì)電路如【圖 四-1】所示。

????????【額外設(shè)計(jì)】使學(xué)號(hào)倒過(guò)來(lái)顯示的思路：由于本人學(xué)號(hào)是對(duì)稱的，正序、倒序顯示都一樣，故以正序?yàn)?1234、倒序?yàn)?4321 的序列顯示，有兩種方法：①改接線法：正序時(shí)位選端和輸出端的對(duì)應(yīng)關(guān)系為 W1W2W3W4→ Y0Y1Y2Y3，倒序時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系為W1W2W3W4→Y3Y2Y1Y0。

????????②重畫原理圖法：綜合表如下表所示

????????則正序時(shí) 4 個(gè)四選一數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)端分別為：(D)0000、(C)0001、 (B)0110、(A)1010；倒序時(shí)：(D)0000、(C)1000、(B)0110、(A)0101。

????????(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在 ISE 14.7 中進(jìn)行仿真，得到以下波形圖：

????????CLK 端接入低電平，CP 接入 2kHz 時(shí)鐘。管腳約束和實(shí)物電路如下：

六、 結(jié)果分析?

? ??1.對(duì)五-1 的分析：

????????如【表 五-1 位選端測(cè)試】所示，當(dāng)位選端為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管熄滅；位選端為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)數(shù)碼管亮起，并根據(jù)數(shù)據(jù)端輸入顯示數(shù)字。

????????如【表 五-2 數(shù)據(jù)端測(cè)試】所示，當(dāng)輸入數(shù)字為 0~9 時(shí)，數(shù)碼管會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)端的輸入顯示對(duì)應(yīng)數(shù)字；而當(dāng)輸入的數(shù)字大于 9 時(shí)，數(shù)碼管熄滅。

????2.對(duì)五-2 的分析：

????????觀察【圖 五-2 仿真結(jié)果】，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)端按時(shí)序輸出的序列為 0000→0011→0011→0000→…，即十進(jìn)制的 0→3→3→0→…，與綜合表相符，在實(shí)物電路中確實(shí)顯示本人學(xué)號(hào)后四位：0330。設(shè)計(jì)完成。

七、 實(shí)驗(yàn)小結(jié)

????????本次實(shí)驗(yàn)使用了計(jì)數(shù)器和譯碼器配合設(shè)計(jì)出順序脈沖發(fā)生器，同時(shí)使用 多路數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)顯示。

????????實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)箱管腳使用的一個(gè)技巧，實(shí)驗(yàn)箱插座 5、6、7、8口為 高速管腳，管腳約束時(shí)要把時(shí)鐘輸入約束到芯片對(duì)應(yīng)端口上；做動(dòng)態(tài)顯示時(shí)不要將數(shù)據(jù)端約束到這些端口上，否則會(huì)出現(xiàn)“滅燈”現(xiàn)象。

正文完。

????????注意一下“實(shí)驗(yàn)小結(jié)”中關(guān)于滅燈現(xiàn)象的描述，不要將數(shù)據(jù)信號(hào)（即DCBA對(duì)應(yīng)的輸出端）約束到高速管腳（不然會(huì)造成仿真通過(guò)、實(shí)驗(yàn)箱顯示屏滅燈的結(jié)果）。我在做實(shí)驗(yàn)時(shí)有一些同學(xué)在滅燈這個(gè)問(wèn)題卡了好久，我去幫忙的時(shí)候也看不出問(wèn)題。最后有同學(xué)改了管腳約束正常顯示了，這才提醒了我管腳性質(zhì)的問(wèn)題。（看來(lái)我運(yùn)氣不錯(cuò)，一次過(guò)）

????????愿同學(xué)們實(shí)驗(yàn)順利，美美下班！