【正文】 四、 電路的安裝與調(diào)試 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計完成后，一個重要的步驟是安裝調(diào)試。由于實際電路在接通電源瞬間的狀態(tài)往往是隨機的，需要通過電路自動產(chǎn)生置位、復(fù)位電平使之進入預(yù)定的初始狀態(tài)，如前面設(shè)計中的圖 5，其中 S2 就是通過上電實現(xiàn)計數(shù)器的數(shù)據(jù)預(yù)置。 P 1 ( 或 P 2 )Q 1 ( 或 Q 2 )單 穩(wěn) 電 路 2 Q單 穩(wěn) 電 路 1 Q計 數(shù)鎖 存清 零圖 6 計數(shù)、鎖存清零信號的時序圖 圖中的 S2為上電開關(guān)，能實現(xiàn)上電時自動置入起步價目， S3 可實現(xiàn)手動清零，使計費顯示為 。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計指導(dǎo)書 40 Q 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DA顯 示 器7 4 L S 4 8 ( 4 ) 7 4 L S 4 8 ( 3 )7 4 L S 2 7 3 ( 2 )8 Q 5 Q6 Q7 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 Q8 D 7 D 3 D4 D5 D6 D1 D2 DC PQ 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DAQ C CQ 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DA7 4 L S 4 8 ( 4 ) 7 4 L S 4 8 ( 3 )7 4 L S 2 7 3 ( 2 )8 Q 5 Q6 Q7 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 Q8 D 7 D 3 D4 D5 D6 D1 D2 DC PQ 0Q 1Q 2Q 3E TC R D C BE P7 4 L S 1 6 0L DAQ C CB S 2 0 2 4譯 碼 器鎖 存 器計 數(shù) 器1Q C C000 0100 0 000 0000 0S 2+ 5 V1 0 K Ω4 . 7 μ F+7 4 L S 1 2 3 ( 1 )R e x t V c c 1 Q 1 / Q1 A 1 B 1 / R DC e x t4 . 7 μ F++ 5 V7 4 L S 1 2 3 ( 1 )R e x t V c c 2 / Q2 A 2 B 2 / R DC e x t4 . 7 μ F++ 5 V1 0 K Ω 1 0 K Ωamp。1≥ 1≥ 1/ Q 2 Q 2C P1amp。安裝在與汽車輪相接的渦輪變速器上的磁鐵使干簧繼電器在汽車每前進 10m 閉合一次，即輸出一個脈沖信號。本例作為傳統(tǒng)電子設(shè)計方法的實例，采用方案 1 實現(xiàn)。這樣，總費計數(shù)器根據(jù)起步價所置的初值，加上里程脈沖、等候時間脈沖即可得到總的用車費用。 、等候 時間計費和起步費三部分，三項計費統(tǒng)一用 4 位數(shù)碼管顯示，最大金額為 元。 （ 3）能記憶電梯內(nèi)、外的所有請求信號，并按照電梯運行規(guī)則按順序響應(yīng)，每個信號保留至執(zhí)行后消失。 二、 提示 多路報警器采用多路輸入、同一報警輸出方式實現(xiàn)。 （ 7）電阻、電容若干。 （ 3）設(shè)計溫度顯示電路（顯示的數(shù)字應(yīng)反映被測量的溫度）。半導(dǎo)體感受式（測溫電阻、二極管和集成電路器件如 AD590）。 （ 5） 74LS04 反相器 1 片。 （ 2）設(shè)置時鐘發(fā)生電路（ f=1Hz）。 暗亮( a )邏 輯 電 平 指 示控 制 電 路時 鐘 產(chǎn) 生邏 輯 開 關(guān)( b )( a ) 尾 燈 閃 爍 器 ( b ) 尾 燈 控 制 電 路 方 框 圖圖 右轉(zhuǎn)彎時三個右邊的燈應(yīng)動作，左邊的燈則全滅，右邊的燈如圖 （ a）所示 ，周期性明亮與暗，一周約需一秒，對于左轉(zhuǎn)彎，左邊燈的操作應(yīng)相類似；當緊急閃爍起作用時，六個尾燈大約以 1Hz 的頻率一致地閃爍著亮與暗。黃燈滅（ Y=0）而紅燈亮（ R=1）開始減計數(shù)。amp?！?amp。 Q H Q G Q F Q E Q D Q C Q B Q A移 位 寄 存 器7 4 L S 1 6 4 1C PR IQ H Q G Q F Q E Q D Q C Q B Q A移 位 寄 存 器7 4 L S 1 6 4 2C PR IL E Damp。 3. 顯示控制部分 顯示控制部分實際上是一個定時控制電路。 三、可選用器材 1. 通用實驗底板 2. 直流穩(wěn)壓電源 3. 交通信號燈及汽車模擬裝置 4. 集成電路： 74LS7 74LS16 74LS16 74LS248 及門電路 5. 顯示： LC501111，發(fā)光二極管 6. 電阻 7. 開關(guān) 四、設(shè)計方案提示 根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，參考交通燈控制器的邏輯電路主要框圖 ，設(shè)計方案可以從以下幾部分進行考慮。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計指導(dǎo)書 21 10 32 54 6 7 8 9 1 0 1 110 32 54 6tN S GN S YN S RE W RE W GE W Yt5 t 6 t圖 交通燈時序工作流程圖 3. 十字路口要有數(shù)字顯示，作為時間提示，以便人們更直觀地把握時間。 交通燈控制器的系統(tǒng)框圖如圖 所示。輸入端采用了阻容方法，以防止開關(guān)抖動。f1Af274LS32R28050VccR174LS08≥1680ΩD4D3D2D13G1S4S3S2S10.001μF4100KΩ8Vcc=5VR371115VDD=5V74LS25516amp。Q1J1KC111/Rdamp。 3. 計數(shù)顯示電路可用 8421 碼撥碼開關(guān)譯碼電路顯示。當有某組搶答時，指示燈滅，最先搶答一組的燈亮，并發(fā)出音響。 二、設(shè)計任務(wù)和要求 用 TTL或 CMOS 集成電路設(shè)計智力競賽搶答器邏輯控制電路，具體要求如下： 1. 搶答組數(shù)為 4 組，輸入搶答信號的控制電路應(yīng)由無抖動開關(guān)來實現(xiàn)。如圖中 CD4060 分頻器的輸出端 Q5 和 Q6。所以，這里必須使個位既能完成十進制計數(shù)，又能在高低位滿足“ 23”這一數(shù)字后，時計數(shù)器清零，圖中采用了十位的“ 2” 和個位的“ 4”相與非后再清零。如 K1 在單次， K2 在手動，則此時按動單次脈沖鍵，使周計數(shù)器從星期 1 到星期日計數(shù)。amp。 amp。 4. 整點報時電路 當時計數(shù)器在每次計到整點前六秒時，需要報時，這可用譯碼電路來解決。如晶振為 32768 Hz，通過 15 次二分頻后可獲得 1Hz 的 脈沖輸出，電路圖如圖 所示。 3. 時為 00～ 23 二十四進制計 數(shù)器。 7. 總結(jié)與體會。它也是整個設(shè)計成功的關(guān)鍵一步。總之，構(gòu)建單元電路時，選擇器件的電平標準和 電流特性很重要。 設(shè)計過程中，往往有多種方案可以選擇，應(yīng)針對任務(wù)要求，查閱資料，權(quán)衡各方案的優(yōu)缺點，從中選優(yōu)。 ，包括電路布局、安裝、調(diào)試和排除故障的 能力。 二、課程設(shè)計的目的和要求 1. 能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“數(shù)字電子技術(shù)”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。進行仿真試驗和性能測試。比如時鐘電路選 555，轉(zhuǎn)換電路選 0809，譯碼及顯示驅(qū)動電路也都相對固定。 3. 單元電路調(diào)整與連調(diào) 數(shù)字電路設(shè)計以邏輯關(guān)系為主體，因此各單元電路的輸入輸出邏輯關(guān)系與它們之間的正確傳遞決定了設(shè)計內(nèi)容的成敗。 4. 整 機電路圖（電路圖應(yīng)用標準邏輯符號繪制，電路圖中 應(yīng)標明接線引出端名稱、元件編號等）。 顯 示 器譯 碼 器7 進 制 周計 數(shù) 器顯 示 器譯 碼 器2 4 進 制 時計 數(shù) 器顯 示 器譯 碼 器6 0 進 制 分計 數(shù) 器顯 示 器譯 碼 器6 0 進 制 秒計 數(shù) 器日 校分 校時 校秒 校單 次 或 連 續(xù) 脈 沖 晶 體 振 蕩 器 分 頻 器1 H z圖 數(shù)字電子鐘框圖 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計指導(dǎo)書 7 由圖 可見，數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時電路；六十進制秒、分計數(shù)器，二十四進制（或十二進制）計時計數(shù)器；秒、分、時的譯碼顯示部分等。整點報時電路要求在每個整點前嗚叫五次低音 （ 500Hz） ，整點時再嗚叫一次高音 （ 1000Hz） 。 所有計數(shù)器的譯碼顯示均采用 BCD— 七段譯碼器，顯示器采用共陰或共陽的顯示器。amp。74LS00amp。Vcc10KΩ10KΩ74LS00K1K2K3K4K5單次LC5011117 圖 數(shù)字電子鐘邏輯電路參考圖 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計指導(dǎo)書 11 六、參考電路簡要說明 1. 秒脈沖電路 由晶振 32768Hz 經(jīng) 14 分頻器分頻為 2Hz，再經(jīng)一次分頻，即得 1Hz 標準秒脈沖，供時鐘計數(shù)器用。當計數(shù)到 59 時，再來一個脈沖變成 00，然后再重新開始計數(shù)。當計到分、秒從 59： 59— 00： 00 時，嗚叫結(jié)束，完成整點報時。搶答時，要判定哪組優(yōu)先，并予以指示和鳴叫。 4. 定時及音響。 三、可選用器材 1. 通用實驗底板 2. 直流穩(wěn)壓電源 3. 集成電路： 74LS190、 74LS4 CD404 74LS112 及門電路 4. 顯示器： LCD50111 CL00發(fā)光二極管 5. 撥碼開關(guān)（ 8421 碼） 6. 阻容元件、電位器 7. 喇叭、開關(guān)等 四、設(shè)計方案提示 1. 復(fù)位和搶答開關(guān)輸入防抖電路，可采用加吸收電容或 RS 觸發(fā)器電路來完成。當有開關(guān)啟動定時器時，使定時計數(shù)器按減計數(shù)或加計數(shù)方 式進行工作，并使一指示燈亮，當定時時間到，輸出一脈沖，驅(qū)動音響電路工作，并使指示燈滅。amp。 順便提一下，計分電路也可以用電子開關(guān)或集成加、減法計數(shù)器來組合完成。當定時到，應(yīng)為單音，其時序應(yīng)為單音頻輸出，時序如圖 所示。時序工作流程圖見圖 所示。 （ 1）在某一方向（如南北）為十字路口主干道，另一方向（如東西）為次干道；主干道由于車輛、行人多，而次干道 的車輛、行人少，所以主干道綠燈亮的時間可 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計指導(dǎo)書 22 以選定為次干道綠燈亮?xí)r間的 2 倍或 3 倍。這里我們選用中規(guī)模74LS164 八位移位寄存器組成扭環(huán)形 12進制計數(shù)器。夜間時，將夜間開關(guān)接通 ，黃燈閃亮。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計指導(dǎo)書 26 GR Y`東西方向EWamp。74LS248a?gD C B AQ3Q2Q1Q0/LD74LS168CPPTU//DD C B A174LS248a?gD C B AQ3Q2Q1Q0/LD74LS168CPPTU//DD C B A1/CO1amp。 3. 數(shù)字顯示部分 當南北方向綠燈亮，而東西方向紅燈亮?xí)r ，使南北方向的 74LS168 以減法計 數(shù)器方式工作，從數(shù)字“ 24” 開始往下減，當減到“ 0”時，南北方向綠燈滅，紅燈亮，而東西方向紅燈滅，綠燈亮。這就意味著綠燈亮?xí)r汽 車向前運行這一功能。 （ 2）時鐘產(chǎn)生電路，可由 555 定時器構(gòu)成 1Hz 信號和 50Hz 信號（用于停車時，尾燈亮度為正常一半）。 （ 2） 74LS175 觸發(fā)器 1 片。 二、提示 數(shù)字溫度計一般由溫度傳感器、放大電路、模