组 成 译 码 显 示 电 路 时 ， 输 出 高 电 平 有 效 的 显 示 译 码 驱 动 器 应 直 接 配 用 （）LED 数 码 管 。

A、0110

B、0011

C、0101

D、0100

病床呼叫器的设计及说明 设计说明： 本设计将完成一款简易的病床呼叫控制系统。设计中以8个病床为例，每一病床床头均有个紧急呼叫按钮，一旦病人按下紧急呼叫按钮，同楼层的护士站将显示病房紧急呼叫病床号并点亮指示灯。 在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用数码管显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力。即呼叫必须优先危重病人。设计的图纸大致如下：设计要点： 1、呼叫器优先级别的设计 优先级的设置需要考虑采用具有优先功能的集成电路，设计中可以自制优先级电路，还可以考虑利用功能芯片优先编码器74ls148。从74LSl48的功能表可看出，EI为片选控制端，当它为有效电平0时，电路处于正常工作状态，几个输入信号中I7的优先权最高，I0的优先权最低。CS是“有编码输入”信号，当它有效时，表示电路处于工作状态且有输入编码信号。由于没有输入编码信号时Eo是“无编码输入”信号。 其功能表：2呼叫器的数码管显示 CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。其引脚图如下所示。各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D;5、4、3分别表示LE、BI、LT;13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出。CD4511D的功能表：试根据上述说明，完成病床呼叫器的设计。 病床呼叫系统的评分标准 病床呼叫系统属于数字组合电路的综合实验项目，该项目的完成要求具体如下： 1. 病床呼叫的输入终端可以用按钮、逻辑静态终端、开关等替代，输入的病床数至少在5路以上。 2. 病床呼叫的终端显示需要包含数码管和指示灯，并适当加注文字标识。 3. 病床呼叫的电路逻辑涉及优先权问题，优先权的病房数目和普通病房的设计不做具体要求。 4. 病床呼叫的设计中所用芯片和元件需要列写清单，核心芯片需加入功能描述（或功能表）。 5. 报告最后需加入本次实验的心得，字数不限，但切记雷同。 6. 报告请以“班级-学号-姓名”命名，以PDF格式上传至慕课平台。

A、ABCD 为 BCD 码输入，A为最低位。

B、LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。 BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， BI端应加高电平。

C、CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。

D、LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。

A、ABCD 为 BCD 码输入，A为最低位。

B、LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。 BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。

C、CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。

D、LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。

实验七：随机数生成器 （random number generators）1、设计说明 下图是我们为你准备的随机数生成器功能模块图，你只需要点击图中的开关（BUTTON），就能够在一秒之内生成一个00~99之间的随机数(分别由两个数码管显示，不区别个位和十位)，如果你还想将随机数的位数扩展，或者你希望延长或缩短随机数显示时间，请先试着完成下图中的主要功能。图1 随机数生成器模块图 首先你一定很好奇图1中的两个模块内部藏着什么，事实上你更应该考虑生成器究竟需要什么，其实它的工作原理很简单。产生随机数的两个计数器分别以不同的速度进行计数，我们轻触按键的目的仅仅是驱动译码器的显示，而并非要破坏计数器的计数。由于这两个计数器跑的一快一慢，并且同时显示，就会给我们产生一个瞬时生成100以内随机数的错觉。 当然事情并没有那么简单，为了利用按键来控制随机数的产生，拖延数码管的显示时间，我们还利用D触发器、RC电路、门电路等有效工具，制作出功能相对完善的随机数生成器，下面我们将给出设计过程。1.1 生成和显示BCD码 对随机数发生器而言，首先需要解决数据是如何生成和显示的问题。生成一个需要随机显示的BCD码，貌似很复杂，但生成一个用于循环显示的BCD码却有简单的做法，如时序电路的计数器即具有循环产生十进制BCD码的功能。 对于时序电路中常见的74LS160、74LS161、74lLS191、74lLS192等计数芯片你可能并不陌生，那么现在挑选出其中十进制的计数芯片就成为本项目的第一任务，我们在设计中选择的是可预设的十进制加/减计数器-------CD4510，如图2所示。图2 计数器芯片 接着需要驱动该计数芯片正常工作，实现其十进制加计数的一般功能，当然这部分需要由你参阅相关资料完成。 计数器正常工作后，Q4Q3Q2Q1端会实现从0到9的BCD码循环输出，然后将其接入七段数码管的译码器ABCD端用于显示。本项目中选取的译码器为驱动共阴极数码管BCD码的7段译码器------CD4511，如图3所示。图3 译码器芯片 当译码器接入数码管后，循环计数就变得很直观了。当然计数器的循环显示并不是本项目的最终目标，但是我们可以变换角度的认为计数器可以一直循环计数，而我们只需控制其随机显示似乎就能达到随机数生成器的目的。1.2 控制BCD码的随机显示 在随机数生成器项目中，计数器理论上不易启停，否则很难实现随机数生成的效果。因此我们考虑了更实际的做法，控制CD4511的显示。当我们单击按键（随机数生成器的输入端），实际完成了驱动当前译码器正常显示的操作，这就印证了图1的COUNTER模块中为什么有一个T1的输入接口的原因。 当然，如果我们正在考虑如何生成两位、三位、四位随机数时，所需要关注的不仅仅是同时驱动各译码器CD4511的显示，还要用不同的节拍控制各计数器工作的脉冲，否则将会出现22,33,444,555,6666,7777诸如此类的效果，因此，在图1中我们看见两位的随机数需要采用两个周期不同的脉冲信号来控制，如CLK1、CLK2。1.3 生成随机数 到现在为止，生成随机数的项目中还会出现了两个亟待解决的问题。 1）T1应该如何控制CD4511显示？ 2）T1又是如何产生的？ 就第一个小问题，我们可以给出解决问题的提示：T1必须同时控制CD4511的4脚BI和5脚LE，使其同时产生一个短暂的高电平，用于人们跟踪数码管的随机数显示。 剩下的问题就是轻触按键如何让T1得到这个短暂的高电平。我们知道，项目中按键的状态需要保持一段时间后结束，那么我们会需要考虑D触发器4013以及用于充、放电的RC电路来帮助维持，参考电路如图4所示：图4 D触发器和RC电路 当按键按下，触发器Q端应该立刻产生高电平，同时RC电路充电；但随RC电路的放电，短暂时间后与之相连的D触发器R端置0，触发器Q端随即置零，由此即产生了一个短暂的高电平，当然其实际连接还需要由你来完成。 当按键触发一个短暂的高电平T1产生时，计数器的驱动译码器也会进行短暂工作，显示该计数值，那么我们看见的随机数生成器也就由此产生了。2、设计步骤 正如图1所示，我们完成本项目经过了如下四个步骤： 1）通过电路子图的设计，完成BCD码的计数和译码电路，简称COUNTER模块，如图5所示。图5 COUNTER模块的生成 2）添加共阴极数码管显示电路，验证COUNTER模块的循环BCD计数功能，如图6所示。图6 译码器的显示电路 3）设计TIMER模块，用于按键触发后产生一个短暂的高电平，设计模块如图7所示。图7 封装后的TIMER模块 4）加入按键电路，将BUTTON、TIMER模块、COUNTER模块及数码管一一连接，完成随机数生成器的仿真，如图8所示。图8 随机数发生器的仿真图 如果目前两位随机数生成器的仿真你已经实现，请尝试着扩展其生成三位、四位随机数，相信只要掌握了设计技巧，随机数生成器也将变得更容易和有趣。 随机数生成器评分标准 随机数生成器属于时序电路与RC电路结合的综合性实验项目，该项目的完成要求具体如下： 1. 通过点击完成一次随机数的变化，计数范围在0-99，如计数实现不完整只能以50%计入成绩。 2. 随机过程会伴随数据显示，显示一段时间后随机数会自动消失，如随机数不消失会酌情减分。 3. 随机数采用数码管显示，数码管的显示超过10进制会扣分。 4. 报告最后需加入本次实验的心得，字数不限，但切记雷同。 5. 报告请以“班级-学号-姓名”命名，以PDF格式上传至慕课平台。