实训五. 组合逻辑电路应用：代码的转换
一. 实训目的
1. 用集成逻辑门电路设计一个8421码转换成格雷码的组合电路；
2. 用超前进位的74HC283四位加法器完成代码的转换。

二．实训仪器设备
1. CD4520、74HC86、74HC00各一块；
2. 通用数字逻辑电路实验箱；
3. MSO 示波器一台。

三. 实训原理
1. 格雷码是计算机传输中运用的码制，因为它可以在代码传输过程中避免出现差错，因此
8421码与格雷码之间的转换是相当重要的。

经卡诺图化简后得到简化的逻辑表达式：
()()()()D C B A G F DCBA D G F DCBA D
C
G F DCBA C
B
G F DCBA B
A
==?==迮==迮==迮（8~15）（4~11）=（2~5，10~13）=（1，2，5，6，9，10，13，14）=
我们可以得到图5-1电路（上）。

其中4520是双十六进制数计数器。

（图5-1电路可以将两
个实验同时完成。

）也可以用逻辑开关代替CD4520计数器输入逻辑电平。

图5-1
2. 将一位十六进制码转换成8421BCD码,可以通过软件编程来完成。

BCD码是可以直接用数
码显示出让人们熟悉的十进制数，而十六进制数显示则不太习惯，因此将十六进制转换成十进制是有非常重要的意义。

转换的规则非常简单，当输入一位十六进制数值超过十以后让其进位就可以了，但如果是多位十六进制数转换成十进制数则要用其它方法。

实现一位十六进制转换成十进制电路如图5-1电路（下）所示。

也可以用逻辑开关代替CD4520计数器输入逻辑电平。

四. 实训内容与步骤
(1)实训内容
1. 按图5-1电路（上）所示实现8421转换成格雷码，输入脉冲频率以可以看清转换
前后字形为准（约1Hz），或手动输入脉冲。

注意5420输出的8421码权，D是最高
位，对应数码显示输入端（8）；A是最低位，对应数码显示输入端（1）。

注意芯片
内两个计数器的编号，如1D、1CLK分别是第一个计数器的输出与输入脉冲端。

8421BCD码与格雷码之间转换电路有多种，因此，实现这一个内容可以有不同形式，
总之，以实现一个逻辑电路所采用的组合集成门越少、传输路径越短越好，同时也
要考虑有无竞争冒险可能出现，（有关这方面知识，请仔细阅读相关书籍）。

8421码与格雷码关系如图5－2所示：
图5-2
2. 按5-1电路（下）所示实现一位十六进制数转换成2位十进制数电路，输入脉冲频
率以可以看清转换前后字形为准（约1Hz），或手动输入脉冲。

(2)实训步骤
１．按事先设计好的逻辑图5-1(上、下)连接线路，检查无误后接通电源, 用数码显示器验证实验结果，分析图5-1（下）电路转换电路中74HC00与非门作用，图5-2中
箭头说明了什么？两个实验可以分别或同时完成。

２．实验结果若不符合，查找故障并排除。

五. 实训报告要求与实训结果分析
１．在课前研究实训电路及实验方案，对于CD4520芯片，如果将脉冲的输入端从CLK 端改为CLK，则CLK端应该接低电平还是高电平？将答案通过实验认证及实训步
骤1中的问题解答一同写在实验报告上。

２．对实训中发生的故障现象进行分析，写出对实训内容的理解。

３．如果将8421码转换成余三码，或者将余三码转换成8421码，试用74HC283加法器设计转换电路。

附：CD4520功能表。