CD4518邏輯功能測試電路的研究

十進(jìn)制計數電路是數字電子技術(shù)里的重要環(huán)節，應用非常廣泛。但此種電路的邏輯功能較為抽象，難于理解，學(xué)生不容易掌握。為此，我們設計了一款基于CD4518十進(jìn)制計數器構成的邏輯功能測試電路，學(xué)生根據電路的測試結果推導CD4518的邏輯功能，從而解決了這個(gè)難題。

一、任務(wù)要求

根據電路原理圖設計裝配CD4518邏輯功能測試電路，檢查無(wú)誤后接入+5V電源，并利用單脈沖發(fā)生器給測試電路提供輸入脈沖信號，根據測試結果推導CD4518的邏輯功能。

二、CD4518簡(jiǎn)介

C D 4 5 1 8 為C M O S 型雙B C D 同步十進(jìn)制計數器，如圖1所示。其引腳功能：

① 1 C P , 2 C P : 時(shí)鐘輸入端， 上升沿有效。②1EN,2EN:時(shí)鐘輸入端，下降沿有效。③1CR,2CR:直接置零(復位)端。④1Q0~1Q3,2Q0~2Q3:四位觸發(fā)器輸出端(BCD碼)。⑤VDD:電源正極。

⑥Vss:電源負極。

三、電路裝配與測試

CD4518邏輯功能測試電路由CD4518十進(jìn)制計數器、LED發(fā)光二極管指示電路兩部分組成。另為了測試方便，還需設計一個(gè)單脈沖發(fā)生器，用來(lái)提供輸入的脈沖信號。

1.單脈沖發(fā)生電路的裝配與測試

利用與非門(mén)集成塊CD4011為基礎設計裝配單脈沖發(fā)生器，并以此作為CD4518邏輯功能測試電路的輸入脈沖。其電路如圖2所示。

單脈沖發(fā)生電路工作過(guò)程：當開(kāi)關(guān)打在1處時(shí)，輸出Vo=“0”,因輸出端通過(guò)反饋加到輸入端實(shí)現自鎖功能，故開(kāi)關(guān)在由1撥往2的中間位置時(shí)，因自鎖輸出仍為“0”;當開(kāi)關(guān)打到2處時(shí)，輸出Vo=“1”,同樣，輸出端通過(guò)反饋加到輸入端實(shí)現了自鎖，這樣輸出只有兩種狀態(tài)：“0”和“1”.

注意，開(kāi)關(guān)從1處撥到2處時(shí)，輸出狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”,即產(chǎn)生一個(gè)上升沿信號;開(kāi)關(guān)從2撥至1處，輸出狀態(tài)從“1”變?yōu)椤?”,即產(chǎn)生一個(gè)下降沿信號。

2.CD4518邏輯功能測試電路的裝配與測試

1)電路的制作

首先根據CD4518邏輯功能測試電路的元器件清單(表1)清點(diǎn)和檢測元件，并將檢測結果填入表中。然后根據電路原理圖(圖3)，完成電路的裝配操作。

2)電路的測試

CD4518邏輯功能測試電路裝配完成經(jīng)檢查確認無(wú)誤后，接入+5V電源，并給測試電路輸入由單脈沖發(fā)生器提供的單脈沖信號，觀(guān)察測試電路輸出的現象。我們以輸出指示電路中發(fā)光二極管發(fā)光表示邏輯“1”,發(fā)光二極管熄滅表示邏輯“0”,將測試結果記錄在表2中。

四、CD4518邏輯功能推導

根據電路測試結果(表2)分析推導CD4518邏輯功能。

實(shí)測推導結果如下：

1.CD4518內部含有兩個(gè)獨立的十進(jìn)制計數單元，每個(gè)單元各有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CP和EN,其中CP為上升沿觸發(fā)，EN為下降沿觸發(fā);

2.EN作為時(shí)鐘輸入端時(shí)，CP必須接地;CP作為時(shí)鐘輸入端時(shí)，EN必須電源正。

3.1CR和2CR分別為兩個(gè)計數器的復位端(高電平有效);

4.1Q0~1Q3和2Q0~2Q3為計數器的四位輸出端。

CD4518邏輯功能總結如表3所示。

五、結束語(yǔ)

通過(guò)CD4518邏輯功能測試電路的制作與測試，學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性大大增強，并且能在教師的引導下利用單脈沖發(fā)生器給電路提供脈沖信號從而去探索新知識，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手操作的過(guò)程突破了本電路的教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生不僅較好地理解了CD4518的邏輯功能，同時(shí)，電路的制作與調試過(guò)程也提高了學(xué)生的技術(shù)應用能力。