【正文】 1 圖 104 六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖 105 421 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 外加的由與非門構(gòu)成的鎖存器可以克服器件計(jì)數(shù)速度的離散性，保證在反饋置“ 0”信號(hào)作用下計(jì)數(shù)器可靠置“ 0”。圖（ c）和（ d）是由 CC4510 利用行波進(jìn)位法和用 CO 控制 Ci 的級(jí)聯(lián)圖。 加法計(jì)數(shù) 表 102 進(jìn)位 輸入脈沖數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 輸 出 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 10 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 QO 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 借位 減計(jì)數(shù) 3．計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)使用 一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只能表示 0～ 9 十個(gè)數(shù)，為了擴(kuò)大計(jì)數(shù)器范圍，常用多個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)使用。 當(dāng) CR 為低電平，置數(shù)端 LD 也為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)直接從置數(shù)端 DO、 D D D3 置入計(jì)數(shù)器。 若將圖 101 稍加改動(dòng)，即將低位觸發(fā)器的 Q 端與高一位的 CP 端相連接，即構(gòu)成了一個(gè) 4 位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。還有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計(jì)數(shù)器等等。 計(jì)數(shù)器種類很多。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．列出整理各類觸發(fā)器的邏輯功能。單發(fā)脈沖發(fā)生器就送出一個(gè)脈沖，該脈沖與手控觸發(fā)脈沖的時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)。（提示：采用雙 D 觸發(fā)器 74LS74，兩個(gè) CP 端的觸發(fā)脈沖分別由兩名運(yùn)動(dòng)員操作，兩觸發(fā)器的輸出狀態(tài)用邏輯電平顯示器顯示）。 （ 2）測(cè)試 D 觸發(fā)器的邏輯功能 按表 96 要求進(jìn)行測(cè)試，并觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否發(fā)生在 CP 脈沖的上升沿（即由 0→ 1），記錄之。 （ 3）將 JK觸發(fā)器的 J、 K 端連在一起，構(gòu)成 T 觸發(fā)器。 2．測(cè)試雙 JK觸發(fā)器 74LS112 邏輯功能 （ 1）測(cè)試 RD、 SD 的復(fù)位、置位功能 表 94 R S Q Q 1 1→ 0 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 5 0→ 1 1→ 0 1 0→ 1 0 0 任取一只 JK觸發(fā)器， RD、 SD、 J、 K 端接邏輯開關(guān)輸出插口， CP 端接單次脈沖源， Q、Q 端接至邏輯電平顯示輸入插口。 輸 入 輸 出 RD SD CP T Qn+1 0 1 0 1 0 1 1 1 ↓ 0 Qn 1 1 ↓ 1 Qn 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 4 （ a） T 觸發(fā)器 （ b） T， 觸發(fā)器 圖 94 JK 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為 T、 T， 觸發(fā)器 同樣，若 將 D 觸發(fā)器的 Q 端與 D 端相連，便轉(zhuǎn)換成 T， 觸發(fā)器。如圖 94（ a）所示，其狀態(tài)方程為 Qn+1=TQn+TQn T 觸發(fā)器的功能表如表 93 所示。其功能表如表 92。 3． D 觸發(fā)器 在輸入信號(hào)為單端的情況下， D 觸發(fā)器用起來最為方便，其狀態(tài)方程為 Qn+1=Dn 其輸出狀態(tài)的更新發(fā)生在 CP 脈沖的上升沿，故又稱為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器，觸發(fā)器的狀態(tài)的只取決于時(shí)鐘到來前 D 端的狀態(tài)， D 觸發(fā)器的應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號(hào)的寄存，移位寄存，分頻和波形發(fā)生等。通常把 Q=0、 Q=1 的狀態(tài)定為觸發(fā)器“ 0”狀態(tài)；而把 Q=1， Q=0 定為“ 1”狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)采用 74LS112 雙 JK觸發(fā)器，是下降邊沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。 基本 RS 觸發(fā)器具有置“ 0”、置“ 1”和“保持”三種功能。 2． 掌握集成觸發(fā)器的使用方法和邏輯功能的測(cè)試方法。 3． 熟悉觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。通常稱 S 為置“ 1”端，因?yàn)?S=0 時(shí)觸發(fā)器被置“ 1”； R 為置“ 0”端，因?yàn)?R=0 時(shí)觸發(fā)器被置“ 0”，當(dāng)S=R=1 時(shí)狀態(tài)保持。引腳功能及邏輯符號(hào)如圖 92 所示。 后沿觸發(fā) JK觸發(fā)器的功能表如表 91 所示。有很多種型號(hào)可供各種用途的需要而選用。 表 91 輸 入 輸 出 SD RD CP J K Qn+1 Qn+1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 φ φ 1 1 ↓ 0 0 Qn Qn 1 1 ↓ 1 0 1 0 1 1 ↓ 0 1 0 1 1 1 ↓ 1 1 Qn Qn 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 3 1 1 ↑ Qn Qn 注： —— 任意態(tài)；↓ —— 高到低電平跳變 Qn（ Qn） —— 現(xiàn)態(tài)； Qn+1（ Qn+1） —— 次態(tài) φ —— 不定態(tài) 4． 觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換 表 92 表 93 輸 入 輸 出 SD RD CP D Qn+1 Qn+1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 φ φ 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1 1 1 ↓ Qn Qn 在集成觸發(fā)器的產(chǎn)品中，每一種觸發(fā)器都有自己固定的邏輯功能。 圖 93 74LS74 引腳排列及邏輯符號(hào) 由功能表可見，當(dāng) T=0 時(shí)，時(shí)鐘脈沖作用后，其狀態(tài)保持不變；當(dāng) T=1 時(shí)，時(shí)鐘脈沖作用后，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。如圖 95 所示。要求改變 RD， SD（ J、 K、 CP 處于任意狀態(tài)），并在 RD =0（ SD=1）或 SD=0（ RD=1）作用期間任意改變 J、 K 及 CP 的狀態(tài)，觀察 Q、 Q 狀態(tài)。 在 CP 端輸入 1HZ 連續(xù)脈沖，用實(shí)驗(yàn)箱上的邏輯筆觀察 Q 端的變化。 （ 3）將 D 觸發(fā)器的 Q 端與 D 端相連接，構(gòu)成 T， 觸發(fā)器。 表 96 D CP Qn+1 Qn =0 Qn =1 0 0→ 1 1→ 0 1 0→ 1 1→ 0 5． 單發(fā)脈沖發(fā)生器 用 74LS74 型雙 D 觸發(fā)器，設(shè)計(jì)一個(gè)單發(fā)脈沖發(fā)生器的實(shí)驗(yàn)線路。 試問：能實(shí)現(xiàn)單發(fā)脈沖輸出的原理是什么？并請(qǐng)擬定實(shí)驗(yàn)觀察方案。 2．總結(jié)觀察到的波形，說明觸發(fā)器的觸發(fā)方式。按構(gòu)成計(jì)數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來分，有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。目前，無論是 TTL 還是 CMOS 集成電路，都有品種較齊全的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)電路。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 9 圖 101 四位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器 2．中規(guī)模十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS192 是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，具有 雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如圖 102 所示。 當(dāng) CR 為低電平， LD 為高電平時(shí)，執(zhí) 行計(jì)數(shù)功能。 同步計(jì)數(shù)器往往設(shè)有進(jìn)位（或借位）輸出端，故可選用其進(jìn)位（或借位）輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)下一級(jí)計(jì)數(shù)器。 （ a） （ b） （ c） （ d） 圖 103 同步計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)方案 4．實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù) （ 1）用復(fù)位法獲得任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 假定已有 N 進(jìn)制 計(jì)數(shù)器，而需要得到一個(gè) M 進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，只要 M＜ N，用復(fù)位法使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 M 時(shí)置“ 0”，即獲得 M 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 圖 106 是一個(gè)特殊 12 進(jìn)制的計(jì) 數(shù)器電路方案。 （ 1）按圖 101 連接， RD 接至邏輯開關(guān)輸出插口，將低位 CPO 端接單次脈沖源，輸出端 Q3 、 Q Q QO 接邏輯電平顯示輸入插口，各 SD 接高電平 +5V。 （ 5）將圖 101 電路中的低位觸發(fā)器的 Q 端與高一位的 CP 端相連接，構(gòu)成減法計(jì)數(shù)器，按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2）， 3）， 4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并列表記錄 Q3～ QO 的狀態(tài)。 （ 1）清除 令 CR=1，其它輸入為任意態(tài)，這時(shí) Q3Q2Q1QO=0000，譯碼數(shù)字顯示為 0。 （ 4）減計(jì)數(shù) CR=0， LD=CPu=1， CPD 接單次脈沖源。 5． 選圖 103（ b）、（ c）、（ d）中任一電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄之。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。根據(jù)移位寄存器存取信息的方式不同分為：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四種形式。 S SO 和 CR 端的控制作用如表 111 所示。 Q3Q2Q1QO=DSRQ3Q2Q1 ↑ 1 1 0 左移 串行數(shù)據(jù)送至左移輸入端 SL， CP 上升 沿進(jìn)行左移。圖 112 電路可以由各個(gè)輸出端輸出在時(shí)間上有先后順序的脈沖，因此也可作為順序脈沖發(fā)生器。再設(shè)進(jìn)位觸發(fā)器 D 已被清零。 在第二個(gè)脈沖到來后，兩個(gè)移位寄存器的內(nèi)容又右移一位， S1 存入累加和移位寄存器的最高位，原先存入的 SO 進(jìn)入次高位， C1 存入進(jìn)位觸發(fā)器 Q 端，全加器輸出為： Sn=A2+B2+ C1=S2， Cn=C2。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 17 1． +5V 直流電源 2．單次脈沖源 3．邏輯電平開關(guān) 4． 01 指示器 5． 74LS194 2（或 CC40194） 74LS74（或 CC4013） 74LS183 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．測(cè)試 74LS194（或 CC40194）的邏輯功能 按圖 114 接線， CR、 S SO、 SL、 SR、 D D D DO 分別接至邏輯開關(guān)的輸出插口； Q Q Q QO 接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。清除后，置 CR=1。 （ 5）保持：寄存器予置任意 4 位二進(jìn)制數(shù)碼 dcba，令 CR=1， S1=SO=0，加 CP 脈沖，觀察 寄存器輸出狀態(tài)，記錄之。 CR、 S SO 接邏輯開關(guān)輸出插口， CP 接單次脈沖源，由于邏輯開關(guān)的數(shù)量有限，兩寄存器并行輸入端 D3D2D1DO 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)有條件，進(jìn)行接線。然后進(jìn)行右移，實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算。熟悉其邏輯功能及引腳排列。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 22 實(shí)驗(yàn)十二 脈沖分配器及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．熟悉集成時(shí)序脈沖分配器的使用方法及其應(yīng)用。如圖 121 所示。其邏輯符號(hào)及引腳功能如圖 122 所示。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 23 （ c） 真值表 圖 122 CC4017 與 CC4022 的邏輯符號(hào)及真值表 圖 123 CC4017 的波形圖 圖 124 60 分頻電路 3．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的環(huán)形脈沖分配器 圖 125 所示為某一三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。 圖 126 六拍通電方式的脈沖環(huán)行分配器邏輯圖 要使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，脈沖分配器應(yīng)如何聯(lián)線，請(qǐng)自行考慮。清零后，連續(xù)送出 10 個(gè)脈沖信號(hào)，觀察十個(gè)發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，并列表記錄。 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)脈沖分配器的原理 2．按實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路，并擬定實(shí)驗(yàn)方案及步驟。 2．非對(duì)稱型多諧振蕩器 如圖 131 所示，它的輸出波形是不對(duì)稱的。如輸出端加一非門，可實(shí)現(xiàn)輸出波形整形。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 27 圖 131 非對(duì)稱型振蕩器 圖 132 對(duì)稱型振蕩器 圖 133 帶有 RC 電路的環(huán)形振蕩器 以上這些電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換都發(fā)生在與非門輸入電平達(dá)到門的閥值電平 VT 的時(shí)刻。為此常用石英晶體作為信號(hào)頻率的基準(zhǔn)。一般用于電子表中，其中晶體的fo=32768HZ。 C1 是頻率微調(diào)電容器，電容 C2 用于溫度特性校正。這時(shí) C2 通過 Rb1 和 T2 的集電極放電，同時(shí) VCC 經(jīng) RC T2 的基極對(duì) C1 充電，當(dāng) vbe1 達(dá)到 VT 時(shí)，電路又返回第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，形成振蕩?，F(xiàn)增加一個(gè)隔離二極管 D，以避免 C2 的充電電流經(jīng)集電極電阻 R”c2。另外，要求 Rb＜β oRc，使得導(dǎo)通管是否飽和狀態(tài)，以保證電路的工作穩(wěn)定。 （ 2）調(diào)節(jié)電位器觀察輸出波形的變化，測(cè)出上、下限頻率。 （ 1） RW 調(diào)到最大時(shí)，