【正文】 情況。此時(shí)，可以測(cè)得各門(mén)的輸入和輸出電位。只有 Vi 降至使 VS=VT 時(shí)，電路才翻回到 Q=1， Q=0 的原態(tài)。 CX 所有的輸出級(jí)都有緩沖級(jí)，以提供較大的驅(qū)動(dòng)電流。 圖 1411 多諧振蕩器 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 36 （ 4）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖 1412（ a）為下降沿觸發(fā)；圖 1412（ b）為上升沿觸發(fā)。將正弦信號(hào)頻率置 1KHZ，調(diào)節(jié)信號(hào)電壓由低到高觀測(cè)輸出波形的變化。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 38 實(shí)驗(yàn)十五 555 時(shí)基電路及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．熟悉 555 型集成時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其特點(diǎn)。雙極型的電源電壓 Vec=+5V～ +15V，輸出 的最大電流可達(dá) 200mA， CMOS 型的電源電壓為 +3～ +18V。 （ a） （ b） 圖 151 555 定時(shí)器內(nèi)部框圖及引腳排列 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 39 VC 是控制電壓端（ 5 腳 ），平時(shí)輸出32VCC 作為比較器 A1 的參考電平，當(dāng) 5 腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外電壓時(shí)，通常接一個(gè) f 的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。波形圖如圖 152（ b）所示。輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)是 T=tw1+tw2，tw1=（ R1+R2） C， tw2= 555 電路要求 R1 與 R2 均應(yīng)大于或等于 1KΩ，但 R1+R2 應(yīng)小于或等于 。當(dāng) R1=R W2 調(diào)至中心點(diǎn)，因充放電時(shí)間基本 相等，其占空比約為50％，此時(shí)調(diào)節(jié) W1 僅改變頻率，占空比不變。當(dāng) Vi 上升到 32 VCC 時(shí)， Vo 從高電平翻轉(zhuǎn)為低電平；當(dāng)Vi 下降到 31 VCC 時(shí)， Vo 又從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。觀測(cè) vc， vo 波形，測(cè)定波形參數(shù)。 2．?dāng)M定實(shí)驗(yàn)中所需的數(shù)據(jù)、波形表格。 它的一路輸出 Q 作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出 Q 作為與非門(mén) 5 的輸入控制信號(hào)。定時(shí)元件 RC取值不同，輸出脈沖寬度也不同。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 46 圖 161 圖 162 圖 163 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 47 附： 74LS196 引腳排列及功能 圖 163 為引腳排列，表 163 為功能表。其中計(jì)數(shù)器 ① 接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為的 50HZ 的 時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端 Q3 取得周期為 的矩形脈沖，作為 計(jì)數(shù)器 ② 的時(shí)鐘輸入。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào) vi 由基本 RS 觸發(fā)器 Q 端提供，輸出負(fù)脈沖 vo則加到計(jì)數(shù)器的清除端 CR。 1．基本 RS 觸發(fā)器 圖 161 中單元Ⅰ為用集成與非門(mén)構(gòu)成的基本 RS 觸發(fā)器。調(diào)換外接阻容元件 ，再試聽(tīng)音響效果。 2．多諧振蕩器 （ 1）按圖 153 接線，用雙蹤示波器觀測(cè) vc 與 vo 的波形，測(cè)定頻率。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 42 圖 157 示出了 VS， Vi 和 Vo 的波形圖。 （ a） （ b） 圖 153 多諧振蕩器 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 41 圖 154 占空比可調(diào)的多諧振蕩器 （ 4）組成占空比連續(xù)可調(diào)并能調(diào)節(jié)振蕩頻率的多諧振蕩器 電路如圖 155 所示。電路沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過(guò) R R2 向 C 充電，以及 C 通過(guò) R2 向放電端 Ct 放 電，使電路產(chǎn)生振蕩。并使 2 端電位瞬時(shí)低于 31 VCC，低電平比較器動(dòng)作，單穩(wěn)態(tài)電路即開(kāi)始一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，電容C 開(kāi)始充電， VC 按指數(shù)規(guī) 律增長(zhǎng)。 RD 是復(fù)位端，當(dāng) RD=0， 555 輸出低電平。555 和 7555 是單定時(shí)器。 2．分析各次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的波形，驗(yàn)證有關(guān)的理論。 7．按圖 1411 連線，用示波器觀測(cè)輸出波形，測(cè)定振蕩頻率。 圖 1410 直接耦合光開(kāi)關(guān) 光照時(shí)，輸入電壓上升至 ?TV 時(shí)，輸出為低電平，光照消失后，輸出恢復(fù)至高電平。同樣，在使用下降沿觸發(fā)時(shí)， Q 端必須連到（ +TR）端。當(dāng) Vi 由最大值下降到VT 值的時(shí)間內(nèi)， R 仍等于 0， S=1，電路狀態(tài)也不變。電路的穩(wěn)定條件是 R＜ 1KΩ，輸出脈沖寬度 tw≈ 。 R、C 構(gòu)成微分型定時(shí)電路，定時(shí)元件 R、 C 的取值不同，輸出脈寬 tw也不同。 4．在圖 136 中，為什么加上隔離二極管后能改善輸出脈沖的上升沿？ 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1． 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路，整 理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行比較。 （ 2）斷開(kāi) A、 B 間的短接線，觀察隔離二極管的作用。 （ 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?，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。 C1 是頻率微調(diào)電容器，電容 C2 用于溫度特性校正。為此常用石英晶體作為信號(hào)頻率的基準(zhǔn)。如輸出端加一非門(mén)，可實(shí)現(xiàn)輸出波形整形。 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。 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。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 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。然后進(jìn)行右移，實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算。 （ 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。 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(kāi)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(kāi)關(guān)的輸出插口； Q Q Q QO 接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。再設(shè)進(jìn)位觸發(fā)器 D 已被清零。 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。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。 5． 選圖 103（ b）、（ c）、（ d）中任一電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄之。 （ 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。 （ 1）按圖 101 連接， RD 接至邏輯開(kāi)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。 （ 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。 當(dāng) CR 為低電平， LD 為高電平時(shí)，執(zhí) 行計(jì)數(shù)功能。目前，無(wú)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。 2．總結(jié)觀察到的波形，說(shuō)明觸發(fā)器的觸發(fā)方式。 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。 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。如圖 95 所示。 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。 后沿觸發(fā) JK觸發(fā)器的功能表如表 91 所示。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。 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。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。 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(lái)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(lái)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。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。 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(kāi)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。 （ 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。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(wú)關(guān)。 計(jì)數(shù)器種類很多。 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。 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。 電子技術(shù)論壇 電