10 基于CD4553三位数显计数器的设计
流极小，与TTL电路结合起来可以组成微功耗系统，广泛地用于电子钟表、电子计算器、各种仪器和仪表中。
液晶是一种介于晶体和液体之间的有机化合物，常温下既有液体的流动性和连续性，又有晶体的某些光学特性。
液晶显示器件本身不发光，在黑暗中不能数字，它依靠在外界电场作用下产生的光电效应，调制外界光线使液晶不同部位显示出反差，从而显示出字型。 2. 半导体显示器
某些特殊的半导体材料，例如，用磷砷化镓作成的PN结，当加正向电压时，可以将电能转化成光能，从而发出清晰悦目的光线。
利用这样的PN结，既可以封装成单个的发光二极管（LED），也可以封装成分段式（或点阵式）的显示器件。它既可以用半导体三极管驱动，也可以直接用TTL与非门驱动。
在显示译码器和显示器的连接中，显示译码器各个输出端必须具有足够的吸取电流的能力，以驱动有关显示段发光。显示译码器的输出级的电路结构形式与所选用显示器的结构形式应相匹配，否则不仅不能正常工作，甚至会导致器件损坏。
实际数码管是把发光二极管的管心做成条状，用7条条状的发光管就可以组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示0～9十个数字，数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完全成译码功能，还要有相当的驱动能力。
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
第三章 系统硬件电路设计 11
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。 3. 数码管引脚
gf+abgfaabafed.hgbcfegdbc.hed+ch(共阳极) （共阴极）
图3-7 数码管引脚图
edch
4. LED数码管译码原理
当输入BCD码(以A、B、C、D表示)，输出是数码管各段的驱动信号(以Fa～Fg表示)，也称4—7译码器。例如，当输入8421码ABCD=0100时，应显示为“4”,即要求同时点亮b、c、f、g段，熄灭a、d、e段，故译码器的输出应为Fa～Fg=0110011，这也是一组代码，常称为段码。
同理，根据组成0～9这10个字形的要求可以列出8421BCD七段译码器的真值表，共阳极的是低电平有效，共阴极的反之，共阳极数码管的真值表如表a所示：
12 基于CD4553三位数显计数器的设计
A 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 B 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 C 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 D 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 字形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 a 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 图3-8 共阳极数码管真值表
b 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 c 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 d 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 e 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 f 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 g 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1
第四章 硬件电路仿真（multisim软件） 13
第四章 硬件电路仿真（multisim软件）
4.1 multisim软件介绍
Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。 作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim 是一个完整的集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。
学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。 4.1.1 Multisim软件特点 (1)直观的图形界面：
整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。 (2)丰富的元器件库：
Multisim大大扩充了EWB的元器件库， 包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可通过liT公司网站或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。 (3)丰富的测试仪器：
除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，Multisim 新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与EWB不同的是：所有仪器均可多台同时调用。 (4)完备的分析手段：
除了EWB提供的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声
14 基于CD4553三位数显计数器的设计
分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。 (5)强大的仿真能力：
Multisim 既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF) 电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。 4.1.2 Multisim仿真软件在实验教学中的优势 1. 高指标的虚拟仪器和充足的元器件资源
电子仿真实验软件内的虚拟仪器不仅品种齐全，而且技术指标高，随时可以拖放到工作区使用，并能实时显示有关数据和波形。 2. 弥补了实验经费不足的缺憾
传统的电子技术实验需要有仪器设备和元器件的支持，有些实验仪器耗资大，仪器操作技术要求较高，在教育经费不足的情况下，有些学校所能开出的实验项目和数量受到限制。特别是近年来一些学校扩大招生规模，而实验基础设施跟不上，仿真电子实验弥补了因实验仪器及经费不足造成的缺憾。
另外，仿真实验不涉及仪器折旧和更新换代，通过软件升级就能保持实验的先进性。一些需要价格昂贵的仪器而无法开展的实验，通过仿真就能够容易实现。 3. 扩展了学生的实践空间和实验内容
仿真实验可作为学生实验前的预习和课后分析总结，也可作为学生创造性思维的检验平台。
只要有MULTISIM软件和一台计算机就能进行电子技术仿真实验，打破了时间和空间的限制，学生可以在不同的时间、地点和领域自主进行实验，增强他们提出问题、分析问题和解决问题的能力，并根据自己的兴趣爱好，选择一些传统实验较少涉及的实验内容，如用运算放大器实现回转器、负阻抗变换器等，这部分内容的实现原理在近代教科书中早有论述，用传统方法进行实验比较繁琐，采用MULTISIM电子工作平台则容易分析它们的性能。
因此，电子仿真实验满足了不同层次学生的需要，从而大大扩展了实践空间