【正文】 圖 17 所示 555 定時(shí)器構(gòu)成的叮咚門鈴接線圖，并細(xì)心裝配。當(dāng) C1 電容器上的電能釋放一定時(shí)間后，集成電路 4腳電壓低于 IV，此時(shí)電路將停止振蕩。這時(shí) Q=1，放電管 T 導(dǎo)通， C 通過 T 放電，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。 2． 施密特觸發(fā)器 的工作原理 (1) 當(dāng) ui＝ 0 時(shí)，由于比較器 C1= C2=0，觸發(fā)器置 1，即 Q＝ 0?Q ， uo1＝ uo＝ 1。 圖 110 施密特觸發(fā)器 滯回特性曲線 (2) 主要參數(shù) 正向閾值電壓（或叫上觸發(fā)電平） ?TV 是指 ui上升過程中，使 施密特觸發(fā)器 狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 12 出電壓 uo由高電平跳變到低電平時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值叫做 正向閾值電壓，并用 ?TV 表示，在圖 2110 中CCT VV 32?? 。 o u o圖 4 1 11 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例 C M O S M O C等 正弦波 振蕩器 1 1 ( a ) 慢輸入波形的 TT L系統(tǒng)接口 ( b) 整形電路的輸入、輸出波形 輸入 輸出 U T+ U T－ 1輸入輸出U T+U T－( c ) 幅度鑒別的輸入、輸出波形 ( d ) 多諧振蕩器CRu cu39。 圖 19(b)中增加了調(diào)頻電位器， Rl、 R2取值為 300～ 800Ω， Rs 取 0～ 600Ω。 經(jīng)計(jì)數(shù)器作 14 級(jí)分頻后在QA端得到頻率為 2Hz（周期為 ）的脈沖。輸入、輸出信號(hào)頻率的比值稱為分頻比。用示波器觀察 A、B、 C三個(gè)測(cè)試點(diǎn)的波形，同時(shí)用數(shù)字頻率計(jì)分別測(cè)試 A、 B、 C三個(gè)測(cè)試點(diǎn)處的頻率，記錄并多功能數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 17 分析比較它們之間的關(guān)系，填寫到 表 21 中。由波形 圖 24 可見，從 1CP 端輸入 1000個(gè)時(shí)鐘脈沖，則在 1QD端只輸出 1 個(gè)脈沖，實(shí)現(xiàn)了 1000分頻。 (a) 用 D 觸發(fā)器構(gòu)成的 2 分頻器 (b) 用雙 D 觸發(fā)器構(gòu)成的 4 分頻器 (c) 用 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的 2 分頻器 (d) 用雙 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的 4 分頻器 圖 25 D 觸發(fā)器和 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的分頻器 圖 26 是 3 分頻電路，用 JK 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn) 3 分頻很方便，不需要附加任何邏輯電路就能實(shí)現(xiàn)同步計(jì)數(shù)分頻。 2．制作和調(diào)試六十進(jìn)制（“分”、“秒”）計(jì)數(shù)譯碼顯示電路 。 另外，在我們所制作的數(shù)字鐘電路中，由于顯示 器選用了可以 與集成電路直接配用共陰極多功能數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 21 半導(dǎo)體數(shù)碼管 SW20501，因此無(wú)需外加驅(qū)動(dòng)器電路，只要直接將 CC4511 與 SW20501 直接配接即可。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 24 圖 35 六十進(jìn)制（“分”、“秒”）計(jì)數(shù)譯碼顯示電路的接線圖 表 32 六十進(jìn)制（“分”、“秒”）計(jì)數(shù)譯碼顯示電路制作 元件清單 序號(hào) 品 名 型號(hào) /規(guī)格 數(shù)量 配件圖號(hào) 實(shí)測(cè)情況 1 數(shù)字集成電路 CC4511 2 U U4 2 數(shù)字集成電路 CC4518 1 U8 3 數(shù)字集成電路 CC4081 1 U10 4 1/4W 電阻 470Ω 14 R14~R27 5 LED 數(shù)碼管 SM20501 2 LDE LED4 想一想 欲構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)譯碼顯示電路時(shí)，應(yīng)在 圖 3 4 中作何改動(dòng)？ 多功能數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 25 第 4 章 校時(shí)電路的 制作與調(diào)試 學(xué)習(xí)目標(biāo) —— 能正確使用 RS 觸發(fā)器。校準(zhǔn)的方法很多，常用的有“快速校時(shí)法”。 拓展性知識(shí) 數(shù)據(jù)選擇器和分配器 一、 數(shù)據(jù)選擇器 假如有多路信息需要通過一條線 路傳輸或多路信息需要逐個(gè)處理，這時(shí)就要有一個(gè)電路，它能選擇某個(gè)信息而排斥其它信息，這就稱作數(shù)據(jù)選擇。 帶有使能端的譯碼器都具有數(shù)據(jù)分配器的功能。 —— 能制作并調(diào)試整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 。 Y1= ； Y2= ； Y3= ； Y4= 。QC2通過以上分析可知，當(dāng)計(jì)時(shí)至 59 分 5 5 5 57 秒時(shí)，頻率為 500Hz 的信號(hào)通過喇叭，當(dāng)計(jì)時(shí)至 59 分59 秒時(shí)，頻率為 1000Hz 的信號(hào)通過喇叭，因而發(fā)出“四低一高”的聲音，音響結(jié)束正好為 59分 60 秒。 2．完成 數(shù)字鐘電路 的整機(jī)裝配與調(diào)試。 2．計(jì)數(shù)器譯碼顯示電路的安裝和調(diào)試 按 圖 61 和圖 32圖 323 電路 在面包板（或印制板和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱）上連線。 (3) CC4511 正常工作時(shí)， LT＝ BI 應(yīng)為高電平， LE 應(yīng)為低電平。 測(cè)試時(shí)，輸入 500Hz、 1000Hz 的信號(hào)， QA； QD端接至十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的相應(yīng)輸出端。撥動(dòng)開關(guān)，觀察輸出端發(fā)光二極管的顯示情況。觀察在 CP 作用下，輸出端發(fā)光二極管的狀態(tài)變化情況，驗(yàn)證是否為六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如 U12 的 2 腳接 U8 的 13 腳 ) 做一做 數(shù)字鐘整機(jī)電路可以在面包板（或印制板和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱）上搭建完成。 3．在揚(yáng)聲器攔填寫“低音”、“高音”。 可見要使 Y5=1，在 Y2=1（即在 59 分 50 秒時(shí)）不變的前提下有以下兩種情況： (1) 當(dāng) QD1QA1=1時(shí)（即 QD1QC1QB1QA1=1001， 59 秒）使 f1（ 1kHz）信號(hào)有效，發(fā)出 的聲 音 。將它們相與，即 Y2=QC4因此 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路主要由控制門電路和音響電路兩部分組成 ， 圖 51 所示為 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的原理 圖。 多功能數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 29 (a) 輸出原碼的接法 (b) 輸出反碼的接法 圖 46 8 路數(shù)據(jù)分配器 A2~A0為地址信號(hào)輸入端； 0Y ~ 7Y 為數(shù)據(jù)輸出端 ；從使能端 STA、 BST 、 CST 中選擇一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端 D，如 BST 或 CST 作為數(shù)據(jù)輸入端 D 時(shí)，輸出原碼；如 STA作為數(shù)據(jù)輸入端 D 時(shí)，輸出反碼。為達(dá)到此目的，必須由兩個(gè)選擇變量進(jìn)行控制， A0和 A1即為兩個(gè)選擇輸入端， D0~D3為四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，Y 為輸出端?！懊胗?jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)”通過與非門 U15C 和與非門 U14A 送至“分計(jì)數(shù)器的 CP 端”，使“分計(jì)數(shù)器”正常工作；需要校正“分計(jì)時(shí)器”時(shí)，將開關(guān) K 置“ A”端，與非門 U15A 輸出高電平，與非門 U15B 輸出低電平，與非門 U15C封鎖“秒計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)”，而與非門 U15D 將 1Hz 的 CP信號(hào)通過與非門 U15D和與非門 U14A送至“分計(jì)時(shí)器”的 CP 控制端，使“分計(jì)數(shù)器”在“秒”信號(hào)的控制下“快速”計(jì)數(shù)，直至正確的時(shí)間，再將 開關(guān)置于“ B”端，以達(dá)到校準(zhǔn)時(shí)間的目的。 2．制作和調(diào)試 校時(shí)電路 。請(qǐng)參考前面的知識(shí)分析其工作原理。 圖 31 為計(jì)數(shù)譯碼顯示電路的方框圖。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 20 第 3 章 計(jì)數(shù)譯碼顯示電路 學(xué)習(xí)目標(biāo) —— 會(huì)畫 出計(jì)數(shù)譯碼顯示電路的方框圖，能敘述各部分的作用 。分頻比 n4 的電路，則常采用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)更為方便，一般無(wú)需再用單個(gè)觸發(fā)器來(lái)組合。由波形 圖 22可見，從 1CP 端輸入 2 個(gè)時(shí)鐘脈沖，則在 1QA端只輸出 1個(gè)脈沖，實(shí)現(xiàn)了 2 分頻。由前面所學(xué)知識(shí)可知，實(shí)際上就是一個(gè)1000Hz 計(jì)數(shù)器。 —— 能 用觸發(fā)器 構(gòu)成 分頻電路。 3．由石英晶體振蕩器構(gòu)成的秒脈沖電路如 圖 114 所示。由 CMOS 門電路構(gòu)成的振蕩器適用于低頻段工作。 4． 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 施密特觸發(fā)器 主要應(yīng)用于波形的變換 與整形，以及構(gòu)成多諧振蕩器等方面，其輸入、輸出波形如圖 2111 所示。 (3) ui下降到CCV32時(shí)，比較器 C1輸出為 C2輸出為 0，觸發(fā)器置 1，即 Q＝ 0?Q ，uo1=uo=1。 3．主要參數(shù)的估算 (1) 輸出脈沖寬度： t P= (2) 恢復(fù)時(shí)間： tre=3~5RCES 3．如果 Rl開路，當(dāng)按下 S時(shí)，電路出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ；當(dāng)松下開關(guān) S時(shí)，電路出現(xiàn)的現(xiàn)象是 。 圖 17 叮咚 門鈴接線圖 多功能數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 9 表 12 叮咚門鈴 電路 制作元件清單 序號(hào) 品 名 型號(hào) /規(guī)格 數(shù)量 配件圖號(hào) 實(shí)測(cè)情況 1 集成電路 NE555 1 U1 2 1/4W 電阻 30kΩ 1 R1 3 1/4W 電阻 22kΩ 1 R R3 4 1/4W 電阻 47kΩ 1 R4 5 數(shù)字集成電路 10uF /10V 1 C1 6 數(shù)碼顯示器 1 C2 7 按鈕 1 S 8 二極管 IN4148 2 VD VD2 讀一讀 通過前面的做一做，我們知道 圖 16 所示電路能發(fā)出“叮咚”的聲音。 讀一讀 圖 16 為 555 定時(shí)器構(gòu)成 叮咚門鈴原理圖。再用萬(wàn)用表測(cè)出電阻 R44的阻值為 。 圖 14 555 定時(shí)器構(gòu)成的 1kHz 秒脈沖多諧振蕩器接線圖 表 11 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 電路制作元件清單 序號(hào) 品 名 型號(hào) /規(guī)格 數(shù)量 配件圖號(hào) 實(shí)測(cè)情況 1 集成電路 NE555 1 U18 2 1/4W 電阻 2k 1 R44 3 1/4W 電阻 1 R45 4 可調(diào)電阻 1 RP 5 電容 1 C1 6 電容 1 C2 555 集成電路的 8 腳、 1 腳分別接 5V直流電源的正、 負(fù)端。 (5) 發(fā)光二極管 LED2 亮說明 555 定時(shí)器內(nèi)部三極管 T 飽和，放電端 7 腳對(duì)地近視短路。 圖 12 555 定時(shí)器的輸入、輸出關(guān)系測(cè)試圖 測(cè)試電路說明： (1) 開關(guān) 1打到 2 端時(shí)， 4 腳復(fù)位端 R 接電源，也就是接高電平。 2．電源電壓 電流 范圍寬 ， 雙極型： 5～ 16V； CMOS： 3～ 18V。 工作任務(wù) 學(xué)習(xí) 555 定時(shí)器 邏輯功能、管腳功能 和 使用 方法。 前言 數(shù)字鐘以其顯示的直觀性、走時(shí)準(zhǔn)確穩(wěn)定而受到人們的歡迎， 廣泛應(yīng)用于家庭、車站、碼頭、劇場(chǎng)等場(chǎng)合，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來(lái)了極大的方便。使用 6 個(gè)七段發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示時(shí)間。 4． 能 繪制數(shù)字鐘電路的原理圖和印制板布線圖。其整機(jī)框圖如 圖 01 所示。也可采用由門電路或 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器作為 時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。在 表 11 和 表 12 中用 0 表示。 表 12 555 定時(shí)器性能測(cè)試記錄 2 R CO UTH UTR UOUT T 的狀態(tài) 0 1 0 1 讀一讀 經(jīng)過測(cè)試，我們可以得出 555 定時(shí)器的輸入、輸出關(guān)系如 表 13 所示。 5腳高觸發(fā)端 、 2 腳低觸發(fā)端并接于沖放電電路中的 R45和 C1之間，控制輸出端 3 腳的狀態(tài)。如此重復(fù)上述過程，在輸出端 uo 產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈沖。完成后，必須再仔細(xì)檢查焊點(diǎn)和連線是否符合要求，元器件到位是否準(zhǔn)確，電解電容器的極性是否與圖紙一致，經(jīng)檢查無(wú)誤后，將集成電路的④腳與電源直接相連，可聽出揚(yáng)聲器中發(fā)出 的聲音。再按一次按鈕，電路將重復(fù)上述過程。 ui 到來(lái)時(shí)，因?yàn)镃Ci Vu 31? ，使 C2＝ 0，觸發(fā)器置 1， uo又由 0 變?yōu)?1，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。 ui升高時(shí)，在未到達(dá)CCV32以前， uo1＝ uo＝ 1 的狀態(tài)不會(huì)改變。 負(fù)向閾值電壓（或叫下觸發(fā)電平） ?TV 是指 ui下降過程中，使 施密特觸發(fā)器 狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出電壓 uo由低電平跳變高電平到時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入電壓 ui值叫做 負(fù)向閾值電壓，并用 ?TV 表示，在圖 2110 中CCT VV 31?? 。 ou o圖 4 1 11 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例 (c) 幅度鑒別的輸入、輸出波形 (d) 多諧振蕩器 圖 111 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例 三、 其他振蕩電路