【正文】 2 74LS00（ CC4011） 74LS20（ CC4012） 四、實驗內(nèi)容 1．用 74LS74 或 CC4013 D 觸發(fā)器構(gòu)成 4 位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器。圖（ c）和（ d）是由 CC4510 利用行波進(jìn)位法和用 CO 控制 Ci 的級聯(lián)圖。 當(dāng) CR 為低電平，置數(shù)端 LD 也為低電平時，數(shù)據(jù)直接從置數(shù)端 DO、 D D D3 置入計數(shù)器。還有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計數(shù)器等等。 六、實驗報告 1．列出整理各類觸發(fā)器的邏輯功能。（提示：采用雙 D 觸發(fā)器 74LS74，兩個 CP 端的觸發(fā)脈沖分別由兩名運(yùn)動員操作，兩觸發(fā)器的輸出狀態(tài)用邏輯電平顯示器顯示）。 （ 3）將 JK觸發(fā)器的 J、 K 端連在一起，構(gòu)成 T 觸發(fā)器。 輸 入 輸 出 RD SD CP T Qn+1 0 1 0 1 0 1 1 1 ↓ 0 Qn 1 1 ↓ 1 Qn 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 4 （ a） T 觸發(fā)器 （ b） T， 觸發(fā)器 圖 94 JK 觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為 T、 T， 觸發(fā)器 同樣，若 將 D 觸發(fā)器的 Q 端與 D 端相連，便轉(zhuǎn)換成 T， 觸發(fā)器。其功能表如表 92。通常把 Q=0、 Q=1 的狀態(tài)定為觸發(fā)器“ 0”狀態(tài)；而把 Q=1， Q=0 定為“ 1”狀態(tài)。 基本 RS 觸發(fā)器具有置“ 0”、置“ 1”和“保持”三種功能。 3． 熟悉觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。引腳功能及邏輯符號如圖 92 所示。有很多種型號可供各種用途的需要而選用。 圖 93 74LS74 引腳排列及邏輯符號 由功能表可見，當(dāng) T=0 時，時鐘脈沖作用后，其狀態(tài)保持不變；當(dāng) T=1 時，時鐘脈沖作用后，觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。要求改變 RD， SD（ J、 K、 CP 處于任意狀態(tài)），并在 RD =0（ SD=1）或 SD=0（ RD=1）作用期間任意改變 J、 K 及 CP 的狀態(tài)，觀察 Q、 Q 狀態(tài)。 （ 3）將 D 觸發(fā)器的 Q 端與 D 端相連接，構(gòu)成 T， 觸發(fā)器。 試問：能實現(xiàn)單發(fā)脈沖輸出的原理是什么？并請擬定實驗觀察方案。按構(gòu)成計數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個時鐘脈沖源來分，有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 9 圖 101 四位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器 2．中規(guī)模十進(jìn)制計數(shù)器 74LS192 是同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器，具有 雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如圖 102 所示。 同步計數(shù)器往往設(shè)有進(jìn)位（或借位）輸出端，故可選用其進(jìn)位（或借位）輸出信號驅(qū)動下一級計數(shù)器。 圖 106 是一個特殊 12 進(jìn)制的計 數(shù)器電路方案。 （ 5）將圖 101 電路中的低位觸發(fā)器的 Q 端與高一位的 CP 端相連接，構(gòu)成減法計數(shù)器，按實驗內(nèi)容 2）， 3）， 4）進(jìn)行實驗，觀察并列表記錄 Q3～ QO 的狀態(tài)。 （ 4）減計數(shù) CR=0， LD=CPu=1， CPD 接單次脈沖源。對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。 S SO 和 CR 端的控制作用如表 111 所示。圖 112 電路可以由各個輸出端輸出在時間上有先后順序的脈沖，因此也可作為順序脈沖發(fā)生器。 在第二個脈沖到來后，兩個移位寄存器的內(nèi)容又右移一位， S1 存入累加和移位寄存器的最高位，原先存入的 SO 進(jìn)入次高位， C1 存入進(jìn)位觸發(fā)器 Q 端，全加器輸出為： Sn=A2+B2+ C1=S2， Cn=C2。清除后，置 CR=1。 CR、 S SO 接邏輯開關(guān)輸出插口， CP 接單次脈沖源，由于邏輯開關(guān)的數(shù)量有限，兩寄存器并行輸入端 D3D2D1DO 根據(jù)實驗設(shè)備現(xiàn)有條件，進(jìn)行接線。熟悉其邏輯功能及引腳排列。如圖 121 所示。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 23 （ c） 真值表 圖 122 CC4017 與 CC4022 的邏輯符號及真值表 圖 123 CC4017 的波形圖 圖 124 60 分頻電路 3．步進(jìn)電動機(jī)的環(huán)形脈沖分配器 圖 125 所示為某一三相步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動電路示意圖。清零后，連續(xù)送出 10 個脈沖信號，觀察十個發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，并列表記錄。 2．非對稱型多諧振蕩器 如圖 131 所示，它的輸出波形是不對稱的。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 27 圖 131 非對稱型振蕩器 圖 132 對稱型振蕩器 圖 133 帶有 RC 電路的環(huán)形振蕩器 以上這些電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換都發(fā)生在與非門輸入電平達(dá)到門的閥值電平 VT 的時刻。一般用于電子表中，其中晶體的fo=32768HZ。這時 C2 通過 Rb1 和 T2 的集電極放電，同時 VCC 經(jīng) RC T2 的基極對 C1 充電，當(dāng) vbe1 達(dá)到 VT 時，電路又返回第一個暫穩(wěn)態(tài)，形成振蕩。另外，要求 Rb＜β oRc，使得導(dǎo)通管是否飽和狀態(tài)，以保證電路的工作穩(wěn)定。 （ 1） RW 調(diào)到最大時，觀察并記錄 A、 B、 D、 E 及 vo 各點電壓的波形，測出 vo 的周期 T 和 vo 負(fù)脈沖寬度值（電容 C 的充電時間）并與理論計算值比較。分析 vC2 上升沿出現(xiàn)臺階原因。另一類是他激多諧振蕩器，有單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它需要在外加觸發(fā)信號的作用下輸出具有一定寬度的矩形脈沖波；有施密特觸發(fā)器（整形電路），它對外加輸入的正弦波等波形進(jìn)行整形，使電路輸出矩形脈沖波。 Vi 負(fù)極性時， VA↓→ VB↑由于電容端電壓不能躍變，故 VD↑→ VE↓，該低電平使 VB 高電平得以維持，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，此時電容 C充電，隨著 I 充 ↓→ VD↓，當(dāng) VD=VT 時，電路又翻轉(zhuǎn)成 G1 導(dǎo)通， G2 截止的穩(wěn)定狀態(tài)。 2．用與非門組成施密特觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器能對正弦波、三角波等信號進(jìn)行整形，并輸出矩形波，圖 144（ a）、（ b）是兩種典型的電路。 圖 143 積分型單穩(wěn)工作波形圖 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 33 圖 144（ b）是由電阻 R R2 產(chǎn)生回差的電路 （ a）由二極管 D 產(chǎn)生回差的電路 （ b）由電阻 R R2 產(chǎn)生回差的電路 圖 144 與非門組成施密特觸發(fā)器 3．集成雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CC14528（ CC4098）及其應(yīng)用 （ 1）圖 145 為 CC14528（ CC4098）的邏輯符號圖及其功能真值表 該器件能提供穩(wěn)定的單脈沖，脈寬由外部電阻 RX 和外部電容 CX 決定，調(diào)整 RX和 CX可使 Q 端和 Q 端輸出脈沖寬度有一個較寬的范圍。 圖 146 實現(xiàn)脈沖延遲 b．實現(xiàn)多諧振蕩器，如圖 147 所示。 2．改變 C 或 R 之值，重復(fù)實驗 1 的內(nèi)容。 9．分別按圖 1412（ a）、（ b）連線，進(jìn)行實驗。 二、實驗 原理 集成時基電路稱為集成定時器，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用十分廣泛。它含有兩個電壓比較器，一個基本 RS 觸發(fā)器，一個放電開關(guān)管 T，比較器的參考電壓由三只 5KΩ的電阻器構(gòu)成分壓器提供。 555 定時器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)的通斷。 tw= 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 40 通過改變 R、 C 的大小，可使延時時間在幾個微秒到幾十分鐘之間變化。因此這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。 W1 不變，調(diào)節(jié) W2，僅改變占空比，對頻率無影響。 回差電壓 △ V= 32 VCC－ 31 VCC =31 VCC 圖 157 波形變換圖 圖 158 電壓傳輸特性 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 43 三、實驗設(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．音頻信號源 6．?dāng)?shù)字頻率計 7． 01 指示器 8． 55 2CK13 2 電位器、電阻、電容若干 四、實驗內(nèi)容 1．單 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （ 1）按圖 152 連線，取 R=100K， C=47μ f，輸出接 LED 電平指示器。 3．施密特觸發(fā)器 按圖 156 接線，輸入信號由音頻信號源提供，預(yù)先調(diào)好 vi 的頻率為 1KHZ，接通電源，逐漸加大 vs 的幅度，觀測輸出波形，測繪電壓傳輸特性，算出回差電壓△ U。 六、實驗報告 1．繪出詳細(xì)的實驗線路圖，定量繪出觀測到的波形 2．分析、總結(jié)實驗結(jié)果 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 45 實驗十六 電子秒表 一、實驗?zāi)康? 1．學(xué)習(xí)數(shù)字電路中基本 RS 觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器及計數(shù)、譯碼顯示等單元電路 的綜合應(yīng)用。再按動按鈕開關(guān) K1，則 Q 由 0 變?yōu)?1，門 5 開啟，為計數(shù)器啟動作好準(zhǔn)備。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是 為計數(shù)器提供清零信號。清除功能完成后，應(yīng)置高電平。 調(diào)節(jié)電位器 RW，使在輸出端 3 獲得頻率為 50HZ 的矩形波信號，當(dāng)基本 RS 觸發(fā)器 Q=1時，門 5 開啟，此時 50HZ 脈沖信號通過門 5 作為計數(shù)脈沖加于計數(shù)器 ① 的計數(shù)輸入端 CP1。 基本 RS 觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動和停止秒表的工作。 二、實驗原理 圖 161 為電子秒表的電原理圖。試搭出電路并測試電路功能。測定幅度與暫穩(wěn)時間（用手表計時）。若頻率調(diào)節(jié)的范圍比較大，還可以用波段開關(guān)改變 C1 的值。 DD2 用來決定電容充、放電電流流經(jīng)電阻的途徑（充電時 D1 導(dǎo)通， D2 截止；放電時 D2 導(dǎo)通， D1 截止）。此外尚須用一個續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢損壞內(nèi)部功率管。 2． 555 定時器的典型應(yīng)用 （ 1）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖 152（ a）為由 555 定時器和外接定時元件 R、 C 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 A1 與 A2 的輸出端控制 RS 觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。其電路類型有雙極型和 CMOS 型兩大類，二者的結(jié)構(gòu)與工作原理類似。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 37 4．?dāng)M好記錄實驗結(jié)果所需的數(shù)據(jù)、波形表格。 5．按圖 146 連線，輸入 1KHZ 連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀測 輸入、輸出波形，測定T1 與 T2。 圖 148 CC40106 引腳功能 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 35 （ 1）將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，如圖 149 所示。在正常工作時，電路應(yīng)由每一個新脈沖去觸發(fā)。 Vi 由 OV 上升到電路的接通電位 VT 時， G3 導(dǎo)通， R=0， S=1，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為 Q=0， Q=1 的新狀態(tài)。 圖 141 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （ 2）積分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖 142 所示。單穩(wěn)態(tài)電路有微分型與積分型兩大類，這兩類觸發(fā)器對觸發(fā)脈沖的極性與寬度有不同的要求。 2．畫出實驗用的詳細(xì)實驗線路圖。 4．按圖 134（ c）接線，晶振選用電子表晶振 32768HZ，與非門選用 CC4011，用示波器觀測輸出波形，用頻率計測量輸出信號頻率，記錄之。 四、實驗內(nèi)容 1．用與非門 74LS00 按圖 131 構(gòu)成多諧振蕩器，其中 R 為 10KΩ電位器， C 為 μ f。 如果要求改善輸出脈沖上升沿，就需要對電路進(jìn)行改進(jìn)，如圖 136 所示。 Rf 是反饋電阻，通常在幾十兆歐之間選取，一般選 22MΩ。因此，電路輸出頻率的穩(wěn)定性較差。 3．對稱型多諧振蕩器 如圖 132 所示，由于電路完全對稱，電容器的充放電時間常數(shù)相同，故輸出為對稱的方波。 2．按圖 124 線路接線，自擬實驗方案驗證 60 分頻電路的正確性。步進(jìn)電機(jī)按三相六拍方式運(yùn)行。 CC4022 是按八進(jìn)制計數(shù) /時序譯碼器組成的分配器。 2．根據(jù)實驗內(nèi)容 2 的結(jié)果，畫出 4 位環(huán)形計數(shù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖及波形圖。 表 112 清除 模 式 時鐘 串 行 輸 入 輸 出 功能總結(jié) CR S1 SO CP SL SR D3D2D1DO Q3Q2Q1QO 0 1 1 1 ↑ d c b a 1 0 1 ↑ 0