計數器與數字顯示器

(1)

應用電子學實驗講義(II)

計數器與數字顯示器之1

計數器與數字顯示器

零件

十進位計數器 7490 一枚；

七段解碼器 7447 一枚；

共陽極七段LED顯示器一枚；

NAND 7400 一枚；

單刀雙擲開關一枚；

LED 四枚；

電阻 100Ω 一枚；

330Ω 四枚；

2kΩ 九枚；

4.7kΩ 三枚；

10kΩ 二枚。

目的

1.讓同學認識及使用常用的計數器，並利用七段解碼器及七段LED顯示器顯示數字。

2.利用電阻製作一個簡單的數位─類比訊號轉換器。

預習問題

1. 請參考元件資料，列出7490的14隻腳的用途，並寫出7490作為十進位計數器，其輸出A、B、C、D對應輸入脈波數的真值表。

2. 請畫出七段共陽極LED的『日﹑』中，八個LED（包括點的部分）分別對應七段共陽極LED十隻腳中的哪幾隻腳？

程序

＜1＞十進位計數器（DECADE COUNTER）

330Ω×4

14 1

2 3 7 10

6

12 8 9

5 11

LED×4

手動脈波產生器

Vcc D C B A input A 7490 input B R9(2) R0(1)

R9(1) GND R0(2)

+5V

1/2 7400 100k 10k

(2)

電路如上圖，請注意7490之電源V_CC為第5隻腳，和一般數位IC不同。左邊是上次實驗中利用7400所製作之無反彈跳開關。

1. 先將R₀(1)及R₀(2)（即第2及第3腳）改接為+5V，再接回+0V。輸出之四個 LED是否全熄（輸出狀態為0000）？

2.利用無反彈跳開關提供脈衝給第14腳（input A），由LED的明暗可看出輸出的數字，7490是不是真如預料是一個10進位的計數器？輸出數字是在input A之輸入由低到高還是由高到低變化？

＜2＞數字顯示實驗

1.裝妥如上圖之電路，以手動脈波產生器一一輸入脈波，觀察顯示器之顯示情形。顯示器是否依10進位的順序顯示數字？

2.若以一條單心線將7447的BI （即第4隻腳）接地，顯示器是否能正常顯示？

注意！試驗完後將剛才第4隻腳接地之單心線移走，使電路恢復原狀（如上圖）。

3.若以一條單心線將7447的 LT （即第3隻腳）接地，則七段LED是否全亮？

注意！試驗完後將剛才第3隻腳接地之單心線移走，使電路恢復原狀（如上圖）。

4.若以一條單心線將7447的 RBI （即第5隻腳）接地，然後以手動脈波產生器一一輸入脈波，則七段LED顯示器之顯示情形如何？（與第2步驟之顯示情形有何不同？）

＜3＞簡易數位─類比信號轉換器（D/A Converter）

1.將7490（接成十進位的模態）的輸出分別接到如下面電路圖中之電阻網路。

（其中4k及8k電阻可由2個及4個2k電阻串聯而得，1k電阻則由2個2k並聯而得。

假如2k電阻不夠，可將所有2k電阻用其他相近的電阻代替）。

gf de cb

手動脈波產生器

RBI LT BI/RBO

4.7k 4.7k 330Ω×7 Vcc

10k

input B

共陽極七 LED 段

顯示器 GNDR0

A A B B C C D D

7 16

8 5 3 414 15 10 11 9 13 1 12 2 6 12 5 1

9 14 8 11 10 2 6

R9 GND inputA

1/2 7400 7490 7447 +5V COM

4.7k a

(3)

2.7490 的第 14 隻腳之 CLOCK輸入先由手動脈波產生器一一輸入脈波，用數位電表測量ANALOG OUTPUT 之電壓值，將對應於不同數字之電壓值記錄下來。

3.7490 的第 14 隻腳之 CLOCK輸入改由信號產生器供給（用1000Hz，0-5V 之方波）。用示波器觀察 ANALOG OUTPUT之波形。

這個網路是否能用做一個D/A Converter？

問題與討論

1.7490中為什麼需要用到4個正反器？用3個正反器能不能製成一個十進位計數器？

2.說明程序3中電阻網路可做為一個近似之D/A轉換器。你是否可約略估計此 D/A之誤差。你是不是能利用一些運算放大器來改善此誤差？請將你的設計畫出來。

End Of Experiment

A

From B 7490 C

D DIGITAL INPUT

簡易數位—類比訊號轉換器 1k

2k 4k 8k

ANALOG OUTPUT

100

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