【正文】 子發(fā)燒友 11 圖 104 六進制計數(shù)器 圖 105 421 進制計數(shù)器 外加的由與非門構成的鎖存器可以克服器件計數(shù)速度的離散性，保證在反饋置“ 0”信號作用下計數(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 數(shù) 表 104 CC4510 功能表 CP Ci U/D PE R 功 能 1 0 0 不計數(shù) 0 1 0 0 加計數(shù) 0 0 0 0 減計數(shù) 1 0 置 數(shù) 1 復 位 五、實驗預習要求 1．復習有關計靈敏器部分內(nèi)容 2．繪出各實驗內(nèi)容的詳細線路圖 3．擬出各實驗內(nèi)容所需的測試記錄表格 4．查手冊，給出并熟悉實驗所用各集成塊的引腳排列圖 六、實驗報告 1．畫出實驗線路圖，記錄、整理實驗現(xiàn)象及實驗所得的有關波形。 電子技術論壇 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，設初始狀態(tài) Q3Q2Q1QO=1000，則在時鐘脈沖作用下 Q3Q2Q1QO 將依次變?yōu)?0100→ 0010→ 0001→ 1000→??，可見它是一個具有四個有效狀態(tài)的計數(shù)器，這種類型的計數(shù)器通常稱為環(huán)形計數(shù)器。全加器輸出為 Sn=A1+B1+ Co= S1， Cn=C1。 (除 7 腳外 ) 圖 114 74LS194 邏輯功能測試 （ 1）清除：令 CR=0，其它輸入均為任意態(tài)，這時寄存器輸出 Q Q Q QO 應均為0。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 18 3．累加運算 按圖 115 連接實驗電路。 2．查閱 74LS19 74LS18 74LS74 邏輯線路。 CP端上的系列脈沖經(jīng) N 位二進制計數(shù)器和相應的譯碼器，可以轉變?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。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 的充放電過程，控制 D 點電壓 VD，從而控制與非門的自動啟閉，形成多諧振蕩，電容 C 的充電時間 tw放電時間 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 t1 時刻電路翻轉成 T1 飽和、 T2 截止，這時電容 C1 通過 Rb2 和飽和管 T1 的集電極放電，同時電源 VCC 沿 RC2 和 T1 的基極對 C2 進行充電，一旦 vbe2 達到 VT 時，電路又翻轉成 T2 飽和、 T1 截止，電路進入另一個暫穩(wěn)態(tài)。 對電路參數(shù)的要求， τ 放 ＞＞ τ 充 ，即 Rb2 C1＞＞ R’c2 C2， Rb1 C2＞＞ RC1 C1，在放電 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 29 的同時，充電要盡快結束。 3．用 74LS00 按圖 133 接線，其中定時電阻 RW 用一個 510Ω與一個 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)臺階。實驗十三是自激多諧振蕩器，它是不需要 外加信號觸發(fā)的矩形波發(fā)生器。穩(wěn)態(tài)時G1 導通， G2 截止（ G3 僅起整形倒相作用）。觸發(fā)脈沖加入后，電路立刻進入暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)的時間，即輸出脈沖的寬度 tw只取決于 RC 數(shù)值的大小，與觸發(fā)脈沖無關。電路的回差△ V=VD。 （ 2）應用舉例 a．實現(xiàn)脈沖延遲，如圖 146 所示。 （ a） （ b） 圖 1412 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 三、實驗設備與器件 1． +5V 直流電源 2．雙蹤示波器 3．連續(xù)脈沖源 4．數(shù)字頻率計 5． CC4011 CC14528 CC40106 電位器、電阻、電容若干 四、實驗內(nèi)容 1．按圖 141 連線，輸入 1KHZ 連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀測 Vi、 VA、 VB、 VD、 VE及 VO 的波形，記錄之。記錄輸入信號為 0V， ， ， ， ， 時的輸出波形，記錄之。 2．掌握 555 型集成時基電路的基本應用。 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 T 導通時，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)時間 tw（即為延時時間）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的功率輸出能力。如 W2 調(diào)至偏離中心點，再調(diào)節(jié) W1，不僅振蕩頻率改變，而且對占空比也有影響。電路的電壓傳輸特性曲線如圖 158 所示。 （ 3）按圖 155 接線，通過調(diào)節(jié) W1 和 W2 來觀測輸出波形。 3．如何用示波器測定施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性曲線？ 4．擬定各次實驗的步驟和方法。 按動按鈕開關 K2（接地），則門 1 輸出 Q=1；門 2 輸出 Q=0， K2 復位后 Q、 Q 狀態(tài)保持不變。當觸發(fā)脈沖寬度小于輸出脈沖寬度時，可以省去輸入微分電路的 Rp 和 Cp。 異步清除 CR 為低電平時，可完成清除功能，與時鐘脈沖 CPo、 CP1 狀態(tài)無關。 4．計數(shù)及譯碼顯示 二 五 十進制加法計數(shù)器 74LS196構成電子秒表的計數(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為用集成與非門構成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，圖 162 為各點波形圖。按功能分成四個單元電路進行分析。 5．模擬聲響電路 按圖 159 接線，組成兩個多諧振蕩器，調(diào)節(jié)定時元件，使Ⅰ輸出較低頻率，Ⅱ為高頻振蕩器，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，觀測波形 vi，vc， vo，測定幅度及延時時間。 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。 （ 2）構成多諧振蕩器 如圖 153（ a）所示由 555 定時器和外接元件 R R C 構成多諧振蕩器，腳 2 與腳6 直接相連。觸發(fā)電路由C R D 構成，其中 D 為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時 555 電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關管 T 導通，輸出端 F 輸出低電平，當有一個外部負脈沖觸發(fā)信號經(jīng) C1 加到 2 端。當輸入信號自 6 腳，即高 電平觸發(fā)輸入并超過參考電平 32 VCC 時，觸發(fā)器復位， 555 的輸出端 3 腳輸出低電平，同時放電開關管導通；當輸入信號自 2 腳輸入并低于時 31 VCC 時，觸發(fā)器置位，555 的 3 腳輸出高電平，同時放電開關管截止。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號最后的三位數(shù)碼都是 555 或 556；所有的 CMOS 產(chǎn)品型號最后四位數(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、實驗報告 1．繪出實驗線路圖，用方格紙記錄波形。 6．按圖 147 連線，用示波器觀測輸出波形，測定振蕩頻率。 （ a） （ b） 圖 149 正弦波轉換為方波 （ 2）構成直接耦合光開關，如圖 1410 所示。當采用上升沿觸發(fā)時，為防止重復觸發(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 構成輸入端微分隔直電路。 3．擬好記錄、實驗數(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。因為電容的充電電流流經(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 當要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時，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。 3．參照圖 126 的線路，設計一個可逆運行的三相六拍環(huán)形分配器線路，并自擬實驗觀察方 案。即 要求步進電機正轉時，控制端 X=1，使電機三相繞組的通電順序為 A→ AB→ B→ BC→ C→ CA ↑ 要求步進電機反轉時，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 JK觸發(fā)器構成。 它們的真值表完全相同，為多姐妹片。 3．分析累加運算所得結果的正確性。 （ 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 送入二進制數(shù)碼如 1111，連續(xù)加四個 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，當需要的位數(shù)多于 4 位時，可把幾塊移位寄存器用級連的方法來擴展位數(shù)。 圖 113 串行累加器結構框圖 設開始時，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、右移的控制信號便可實現(xiàn)雙向移位要求。 4．將兩位十進制加法計數(shù)器改為兩位十進制減法計數(shù)器，實現(xiàn)由 99— 00 遞減計數(shù)，記錄之。按表 101 逐項測試并判斷該集成塊的功能是否正常。 圖 106 特殊 12 進制計數(shù)器 三、實驗設備與器件 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 6． 01 指示器 7．譯碼顯示器 8． 74LS74 2（ CC4013） 74LS192 3（ CC40192） 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 12 CC40160 2 CC4510