【正文】 4分頻器分頻為2Hz，再經(jīng)一次分頻，即得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，供時鐘計數(shù)器用。當(dāng)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(dāng)計到分、秒從59：59—00：00時，嗚叫結(jié)束，完成整點(diǎn)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、74LS4CD40474LS112及門電路4. 顯示器：LCD50111CL00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(dāng)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(jìn)行工作，并使一指示燈亮，當(dāng)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。Q1為1，使發(fā)光管D1發(fā)亮，同時也驅(qū)動音響電路嗚叫，實現(xiàn)聲、光的指示。其中紅燈（R）亮表示該條道路禁止通行；黃燈（Y）亮表示停車；綠燈（G）亮表示允許通行。 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。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：74LS774LS1674LS1674LS248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，設(shè)計方案可以從以下幾部分進(jìn)行考慮。當(dāng)綠燈亮?xí)r，使減法計數(shù)器開始工作（用對方的紅燈信號控制），每來一個秒脈沖，使計數(shù)器減1，直到計數(shù)器為“0”而停止。六、參考電路簡要說明1. 單次手動及脈沖電路單次脈沖是由兩個與非門組成的RS觸發(fā)器產(chǎn)生的，當(dāng)按下K1時，有一個脈沖輸出使74LS164移位計數(shù)，實現(xiàn)手動控制。黃燈滅（Y=0）而紅燈亮（R=1）開始減計數(shù)。右轉(zhuǎn)彎時三個右邊的燈應(yīng)動作，左邊的燈則全滅，（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(dāng)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。（2）設(shè)置時鐘發(fā)生電路（f=1Hz）。（5）74LS04反相器1片。AD590是一種單片集成的兩端式溫度敏感電流源，它有金屬殼，小型的扁平封裝芯片和不銹鋼等幾種封裝方式，它是一個電流源，所流過電流的數(shù)值（μA級）等于絕對溫度（Kelvin）的變數(shù)，其激勵電壓可以從+4V～+30V，適用的溫度范圍從55℃～+110℃。四、提供器材（1）溫度傳感器AD590等。（9）面包板2塊。 多路報警器原理框圖，包括：（1）觸發(fā)電路：按鍵S代表報警輕觸開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時，電容C1經(jīng)電阻R1充電，實現(xiàn)延時觸發(fā)電路；再經(jīng)過三極管BG放大，驅(qū)動晶體管Q，點(diǎn)亮LAMP1指示燈，指示報警，同時信號經(jīng)過二極管D觸發(fā)后續(xù)報警電路。課題八 倒計時計時器倒計時計時器的用途很廣泛。要求行車時，計費(fèi)值每公里刷新一次；等候時每10分鐘刷新一次；行車不到1km或等候不足10分鐘則忽略計費(fèi)。它將里程脈沖乘以單價比例系數(shù)得到代表里程費(fèi)用的脈沖信號，等候時間脈沖乘以單位時間的比例系數(shù)得到代表等候時間的時間費(fèi)用脈沖，然后將這兩部分脈沖求和。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(jìn)10m閉合一次，即輸出一個脈沖信號。一方面對六百進(jìn)制計數(shù)器清0，另一方面將基本RS觸發(fā)器置為1，啟動74HC161（4）和（5）構(gòu)成的一百五十進(jìn)制計數(shù)器（10分鐘等候單價）開始計數(shù)，計數(shù)期間同時將脈沖從P1輸出。鎖存到74LS273中的數(shù)據(jù)由74LS48譯碼后，在顯示器中顯示出來。同時，可選擇經(jīng)分頻得到的500Hz脈沖作為CP1的計數(shù)脈沖。圖（b）則由于非門對開關(guān)產(chǎn)生的信號進(jìn)行了整形而得到更好的負(fù)跳變波形。（1） 檢測電路元件最主要的電路元件是集成電路，常用的檢測方法是用儀器測量、用電路實驗或用替代方法接入已知的電路中。安裝中的問題往往集中在接插線的可靠性上，特別需要引起注意。動態(tài)測試時，在各輸入端接入規(guī)定的脈沖信號，用示波器觀察各點(diǎn)的波形，分析它們之間的邏輯關(guān)系和延時。（3） 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試試將安裝測試成功的各單元連接起來，加上輸入信號進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題則先對故障進(jìn)行定位，找出問題所在的單元電路。除集成電路芯片外，還應(yīng)檢測各種準(zhǔn)備接入的其他各種元件，如三極管、電阻、電容、開關(guān)、指示燈、數(shù)碼管等。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(jī)的，需要通過電路自動產(chǎn)生置位、復(fù)位電平使之進(jìn)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。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。計數(shù)器所得到的狀態(tài)值送入由2片8位鎖存器74LS273構(gòu)成的鎖存電路鎖存，然后由七段譯碼器74LS48譯碼后送到共陰數(shù)碼管顯示。CP0送入由兩片74HC161構(gòu)成的一百進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器計滿100個脈沖時，一方面使計數(shù)器清0，另一方面將基本RS觸發(fā)器的Q1置為1，使74HC161（3）和（4）組成的一百八十進(jìn)制計數(shù)器開始對標(biāo)準(zhǔn)脈沖CP1計數(shù)，計滿180個脈沖后，使計數(shù)器清0。電路框圖如圖2所示方案3 采用VHDL編程，用FPGA/CPLD制作成“自動計費(fèi)器”的專用集成電路芯片ASIC，加上少數(shù)外圍電子元件，即能實現(xiàn)設(shè)計要求。行車?yán)锍逃嫈?shù)電路每行車1km輸出一個脈沖信號，啟動行車單價計數(shù)器輸出與單價對應(yīng)的脈沖數(shù)，則設(shè)計一個一百八十進(jìn)制計數(shù)器，每公里輸出180個脈沖到總費(fèi)計數(shù)器。設(shè)計舉例：出租車計費(fèi)器一、設(shè)計任務(wù)出租車自動計費(fèi)器是根據(jù)客戶用車的實際情況而自動計算、顯示車費(fèi)的數(shù)字表。三、任務(wù)和要求（1）觀察電梯的工作過程，描述出所設(shè)計電梯控制電路的邏輯功能。（4） 具有顯示報警地點(diǎn)功能。（5）BCD碼的七段碼顯示器74LS48 3片。三、設(shè)計要求（1）查閱資料選擇溫度傳感器。課題五 數(shù)字溫度計一、設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個測試溫度范圍為0～100℃的數(shù)字溫度計。四、提供器材（1）74LS11三輸入與門2片。（1）轉(zhuǎn)彎信號是四狀態(tài)計數(shù)電路，可由小規(guī)模觸發(fā)器構(gòu)成，也可由中規(guī)模計數(shù)器構(gòu)成。而當(dāng)綠燈亮，黃、紅燈滅（G=1，R=0，Y=0）時，74LS16474LS1642都能在CP移位脈沖作用下向前移位。其中黃燈信號必須滿足閃耀，并在夜間時，使黃燈閃亮，而綠、紅燈滅。夜間時，將夜間開關(guān)接通，黃燈閃亮。計數(shù)器可以用單觸發(fā)器組成，也可以用中規(guī)模集成計數(shù)器。5. 在完成上述任務(wù)后，可以對電路進(jìn)行以下幾方面的電路改進(jìn)或擴(kuò)展。它們的工作方式，有些必須是并行進(jìn)行的，即南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向黃燈亮，東西方向紅燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮；南北方向紅燈亮，東西方向黃燈亮。定時顯示用CL002，定時的時標(biāo)脈沖為“秒”脈沖。例如：100分加10分變?yōu)?10分，只需按動撥碼開關(guān)十位“+”號一次；若加“20”分，只要按動“+”號兩次。8421碼撥碼開關(guān)能進(jìn)行加或減計數(shù)。也可以驅(qū)動組別數(shù)字顯示（用數(shù)碼管顯示）。2. 判別選組電路。Q5輸出頻率為1024Hz，Q6輸出頻率為512Hz。對于日計數(shù)器電路，它是由四個D觸發(fā)器組成的（也可以用JK觸發(fā)器），其邏輯功能滿足了表1，即當(dāng)計數(shù)器計到6后，再來一個脈沖，用7的瞬態(tài)將1置數(shù)，即為“1000”，從而顯示“日”（8）。若開關(guān)K1處于連續(xù)端，則校正時，不需要按動單次脈沖，即可進(jìn)行校正。置開關(guān)在手動位置，分別對時、分、秒、日進(jìn)行單獨(dú)計數(shù)，計數(shù)脈沖由單次脈沖或連