【正文】 子發(fā)燒友 11 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”。 （ 4）將 1HZ 的連續(xù)脈沖改為 1KHZ，用雙蹤示波器觀察 CP、 Q Q Q QO 端波形，描繪之。清零后送 入 10 個(gè)單次脈沖，觀察輸出狀態(tài)變化是否發(fā)生在 CPu 的上升沿。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 13 表 103 C40160 功能表 輸 入 輸 出 CP Cr LD S1 S2 D3 D2 D1 DO Q3 Q2 Q1 QO 0 0 0 0 0 ↑ 1 0 d3 d2 d1 dO d3 d2 d1 dO 1 1 0 保 持 1 1 0 保 持 ↑ 1 1 1 1 計(jì) 數(shù) 表 104 CC4510 功能表 CP Ci U/D PE R 功 能 1 0 0 不計(jì)數(shù) 0 1 0 0 加計(jì)數(shù) 0 0 0 0 減計(jì)數(shù) 1 0 置 數(shù) 1 復(fù) 位 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)計(jì)靈敏器部分內(nèi)容 2．繪出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的詳細(xì)線路圖 3．?dāng)M出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的測(cè)試記錄表格 4．查手冊(cè)，給出并熟悉實(shí)驗(yàn)所用各集成塊的引腳排列圖 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．畫出實(shí)驗(yàn)線路圖，記錄、整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)所得的有關(guān)波形。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 15 74LS194 有 5 種不同操作模式：即并行送數(shù)寄存，右移（方向由 Q3→ QO），左移（方向由 QO→ Q3），保持及清零。 （ 1）環(huán)形計(jì)數(shù)器：把移位寄存 器的輸出反饋到它的串行輸入端，就可以進(jìn)行循環(huán)移位，如圖 112 所示，把輸出端 QO 和右移串行輸入端 SR 相連接，設(shè)初始狀態(tài) Q3Q2Q1QO=1000，則在時(shí)鐘脈沖作用下 Q3Q2Q1QO 將依次變?yōu)?0100→ 0010→ 0001→ 1000→??，可見它是一個(gè)具有四個(gè)有效狀態(tài)的計(jì)數(shù)器，這種類型的計(jì)數(shù)器通常稱為環(huán)形計(jì)數(shù)器。全加器輸出為 Sn=A1+B1+ Co= S1， Cn=C1。 (除 7 腳外 ) 圖 114 74LS194 邏輯功能測(cè)試 （ 1）清除：令 CR=0，其它輸入均為任意態(tài)，這時(shí)寄存器輸出 Q Q Q QO 應(yīng)均為0。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 18 3．累加運(yùn)算 按圖 115 連接實(shí)驗(yàn)電路。 2．查閱 74LS19 74LS18 74LS74 邏輯線路。 CP端上的系列脈沖經(jīng) N 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和相應(yīng)的譯碼器，可以轉(zhuǎn)變?yōu)?2N 路順序輸出脈沖。圖 124 所示為由兩片 CC4017 組成的 60 分頻的電路。 CP 接單次脈沖源， 0～ 9 十個(gè)輸出端接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口，按真值表要求操作邏輯開關(guān)。因此，電路輸出的脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。電路利用電容 C 的充放電過(guò)程，控制 D 點(diǎn)電壓 VD，從而控制與非門的自動(dòng)啟閉，形成多諧振蕩，電容 C 的充電時(shí)間 tw放電時(shí)間 tw2 和總的振蕩周期 T 分別為 tw1≈ ， tw2≈ ， T≈ 調(diào)節(jié) R 和 C 的大小可改變電路輸出的振蕩頻率。（ a）、（ b）為 TTL 器件組成的晶體振蕩電路；（ c）、（ d）為 CMOS 器件組成的晶體振蕩電路。 圖 135 晶體管自激多諧振蕩器 設(shè) t1 時(shí)刻電路翻轉(zhuǎn)成 T1 飽和、 T2 截止，這時(shí)電容 C1 通過(guò) Rb2 和飽和管 T1 的集電極放電，同時(shí)電源 VCC 沿 RC2 和 T1 的基極對(duì) C2 進(jìn)行充電，一旦 vbe2 達(dá)到 VT 時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)成 T2 飽和、 T1 截止，電路進(jìn)入另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。 對(duì)電路參數(shù)的要求， τ 放 ＞＞ τ 充 ，即 Rb2 C1＞＞ R’c2 C2， Rb1 C2＞＞ RC1 C1，在放電 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 29 的同時(shí)，充電要盡快結(jié)束。 3．用 74LS00 按圖 133 接線，其中定時(shí)電阻 RW 用一個(gè) 510Ω與一個(gè) 1 KΩ的電位器串聯(lián) ，取 R=100Ω， C= f。 （ 4）調(diào)節(jié)電位器使 Rb2 增加，直到 vC2 的上升沿出現(xiàn)臺(tái)階。實(shí)驗(yàn)十三是自激多諧振蕩器，它是不需要 外加信號(hào)觸發(fā)的矩形波發(fā)生器。穩(wěn)態(tài)時(shí)G1 導(dǎo)通， G2 截止（ G3 僅起整形倒相作用）。觸發(fā)脈沖加入后，電路立刻進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，即輸出脈沖的寬度 tw只取決于 RC 數(shù)值的大小，與觸發(fā)脈沖無(wú)關(guān)。電路的回差△ V=VD。 （ 2）應(yīng)用舉例 a．實(shí)現(xiàn)脈沖延遲，如圖 146 所示。 （ a） （ b） 圖 1412 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1． +5V 直流電源 2．雙蹤示波器 3．連續(xù)脈沖源 4．?dāng)?shù)字頻率計(jì) 5． CC4011 CC14528 CC40106 電位器、電阻、電容若干 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．按圖 141 連線，輸入 1KHZ 連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀測(cè) Vi、 VA、 VB、 VD、 VE及 VO 的波形，記錄之。記錄輸入信號(hào)為 0V， ， ， ， ， 時(shí)的輸出波形，記錄之。 2．掌握 555 型集成時(shí)基電路的基本應(yīng)用。 1． 555 電路的工作原理 555 電路的內(nèi)部電路方框圖如圖 151 所示。 T 為放電管，當(dāng) T 導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳 7 的電容器提供低阻放電通路。 （ a） （ b） 圖 152 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間 tw（即為延時(shí)時(shí)間）決定于外接元件 R、 C 的大小。 外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性， 555 定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。如 W2 調(diào)至偏離中心點(diǎn)，再調(diào)節(jié) W1，不僅振蕩頻率改變，而且對(duì)占空比也有影響。電路的電壓傳輸特性曲線如圖 158 所示。 （ 3）按圖 155 接線，通過(guò)調(diào)節(jié) W1 和 W2 來(lái)觀測(cè)輸出波形。 3．如何用示波器測(cè)定施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性曲線？ 4．?dāng)M定各次實(shí)驗(yàn)的步驟和方法。 按動(dòng)按鈕開關(guān) K2（接地），則門 1 輸出 Q=1；門 2 輸出 Q=0， K2 復(fù)位后 Q、 Q 狀態(tài)保持不變。當(dāng)觸發(fā)脈沖寬度小于輸出脈沖寬度時(shí)，可以省去輸入微分電路的 Rp 和 Cp。 異步清除 CR 為低電平時(shí)，可完成清除功能，與時(shí)鐘脈沖 CPo、 CP1 狀態(tài)無(wú)關(guān)。 4．計(jì)數(shù)及譯碼顯示 二 五 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS196構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元，如圖 161中單元Ⅳ所示。 2．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖 161 中單元Ⅱ?yàn)橛眉膳c非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，圖 162 為各點(diǎn)波形圖。按功能分成四個(gè)單元電路進(jìn)行分析。 5．模擬聲響電路 按圖 159 接線，組成兩個(gè)多諧振蕩器，調(diào)節(jié)定時(shí)元件，使Ⅰ輸出較低頻率，Ⅱ?yàn)楦哳l振蕩器，連好線，接通電源，試聽音響效果。 （ 2）將 R 改為改為 1K， C 改為 f，輸入端加 1KHZ 的連續(xù)脈沖，觀測(cè)波形 vi，vc， vo，測(cè)定幅度及延時(shí)時(shí)間。 圖 155 占空比與頻率均可調(diào)的多諧振蕩 （ 5）組成施密特觸發(fā)器 電路如圖 156 所示，只要將腳 6 連在一起作為信號(hào)輸入端，即得到施密特觸發(fā)器。 占空比 tw1 RA q= ≈ = tw1+tw2 （ RA+RB） RA+RB 可見，若取 RA=RB 電路即可輸出占空比為 50％的方波信號(hào)。 （ 2）構(gòu)成多諧振蕩器 如圖 153（ a）所示由 555 定時(shí)器和外接元件 R R C 構(gòu)成多諧振蕩器，腳 2 與腳6 直接相連。觸發(fā)電路由C R D 構(gòu)成，其中 D 為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí) 555 電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管 T 導(dǎo)通，輸出端 F 輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)經(jīng) C1 加到 2 端。當(dāng)輸入信號(hào)自 6 腳，即高 電平觸發(fā)輸入并超過(guò)參考電平 32 VCC 時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位， 555 的輸出端 3 腳輸出低電平，同時(shí)放電開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自 2 腳輸入并低于時(shí) 31 VCC 時(shí)，觸發(fā)器置位，555 的 3 腳輸出高電平，同時(shí)放電開關(guān)管截止。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三位數(shù)碼都是 555 或 556；所有的 CMOS 產(chǎn)品型號(hào)最后四位數(shù)碼都是 7555 或 7556，二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．繪出實(shí)驗(yàn)線路圖，用方格紙記錄波形。 6．按圖 147 連線，用示波器觀測(cè)輸出波形，測(cè)定振蕩頻率。 （ a） （ b） 圖 149 正弦波轉(zhuǎn)換為方波 （ 2）構(gòu)成直接耦合光開關(guān)，如圖 1410 所示。當(dāng)采用上升沿觸發(fā)時(shí)，為防止重復(fù)觸發(fā)， Q 必須連到（－ TR）端。此后 Vi 繼續(xù)上升，電路狀態(tài)不變。電路采用正脈沖觸發(fā)，適用于觸發(fā)脈沖寬 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 32 度大于輸出脈沖寬度的情況，其工作波形如圖 143 所示。 （ 1）微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖 141 所示，其中 R C1 構(gòu)成輸入端微分隔直電路。 3．?dāng)M好記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格等。 5．按圖 136 接線組成晶體管自激多諧振蕩器 （ 1）將電位器調(diào)至 0，將 A、 B 兩點(diǎn)短接，觀察并記錄 vC1， vbe1， vC2， vbe2 各電壓波形（注意它們之間的相位關(guān)系）。 （ 1）用示波器觀察輸出波形及電容 C 兩端的電壓波形，列表記錄之。因?yàn)殡娙莸某潆婋娏髁鹘?jīng)集電極電阻 RC 是造成輸出脈沖上升沿 tr 的主要原因。 R 起穩(wěn)定振蕩作用，通常取十至幾百千歐。 5．石英晶體箢頻的多諧振蕩器 當(dāng)要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時(shí)，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿足要求。改變 R 和 C 的值，可以改變輸出振蕩頻率。 3．參照?qǐng)D 126 的線路，設(shè)計(jì)一個(gè)可逆運(yùn)行的三相六拍環(huán)形分配器線路，并自擬實(shí)驗(yàn)觀察方 案。即 要求步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，控制端 X=1，使電機(jī)三相繞組的通電順序?yàn)? A→ AB→ B→ BC→ C→ CA ↑ 要求步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，令控制端 X=0，三相繞組的通電順序改為 A→ AC→ C→ BC→ B→ AB→ A? 按六拍通電方式的 脈沖環(huán)形分配器，可由如圖 126 所示的三個(gè) JK觸發(fā)器構(gòu)成。 它們的真值表完全相同，為多姐妹片。 3．分析累加運(yùn)算所得結(jié)果的正確性。 （ 2）送數(shù) 令 CR=S1=SO=1，用并行送數(shù)方法把三位被加數(shù) A2A1AO 和三位加數(shù) B2B1BO 分別送入累加和移位寄存器 A 和加數(shù)移位寄存器 B 中。 （ 4）左移：先清零或予置，再令 CR=1， S1=0， SO=1，由左移輸入端 SL 送入二進(jìn)制數(shù)碼如 1111，連續(xù)加四個(gè) CP 脈沖，觀察輸出端情況，記錄之。 中規(guī)模集成移位寄存器，其位數(shù)往往以 4 位居多，當(dāng)需要的位數(shù)多于 4 位時(shí)，可把幾塊移位寄存器用級(jí)連的方法來(lái)擴(kuò)展位數(shù)。 圖 113 串行累加器結(jié)構(gòu)框圖 設(shè)開始時(shí)，被加數(shù) A=AN－ 1? AO 和加數(shù) B=BN－ 1? BO 已分別存入 N+1 位累加數(shù)移位寄存器和加數(shù)移位寄存器。 ↑ 1 0 1 右移 串行數(shù)據(jù)送至右移輸入端 SR， CP 上 升沿進(jìn)行右移。既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器，只需要改變左、右移的控制信號(hào)便可實(shí)現(xiàn)雙向移位要求。 4．將兩位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器改為兩位十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)由 99— 00 遞減計(jì)數(shù)，記錄之。按表 101 逐項(xiàng)測(cè)試并判斷該集成塊的功能是否正常。 圖 106 特殊 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1． +5V 直流電源 2．雙蹤示波器 3．連續(xù)脈沖源 4．單次脈沖源 5．邏輯電平開關(guān) 6． 01 指示器 7．譯碼顯示器 8． 74LS74 2（ CC4013） 74LS192 3（ CC40192） 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 12 CC40160 2 CC4510