【正文】 1 0 1 ↑ 1 1 0 1 ↑ 0 1 0 1 ↑ 0 1 1 0 ↑ 1 1 1 0 ↑ 1 1 1 0 ↑ 1 1 1 0 ↑ 1 1 0 0 ↑ 表 113 CP Q3 Q2 Q1 QO 0 0 1 0 0 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 19 1 2 3 4 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 20 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 21 （ 1）觸發(fā)器置零 使 74LS74 的 RD 由低電平變?yōu)楦唠娖健? （ 3）右移：清零后，令 CR=1， S1=0， SO=1，由右移輸入端 SR 送入二進制數碼如 0100，由 CP 端連續(xù)加 4 個脈沖，觀察輸出情況，記錄之。若需繼續(xù)累加，則加數移位寄存器中需再一次存入新的加數。 圖 113 是由二個右向移位寄存器、一個全加器和一個進位觸發(fā)器組成的串行累加器。 Q3Q2Q1QO=D3D2D1DO 此時串行數據（ SR、 SL）被禁止。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 14 實驗 十一 移位寄存器及其應用 一、實驗目的 1．掌握中規(guī)模 4 位雙向移位寄存器邏輯功能及使用方法 2．熟悉移位寄存器的應用 — 構成串行累加和環(huán)形計數器 二、實驗原理 1．移位寄存器是一個具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。 3．用兩片 74LS192 組成兩位十進制加法計數器，輸入 1HZ 連續(xù)計數脈沖，進行由 00— 99 累加計數，記錄之。 計數脈沖由單次脈沖源提供，清零端、置數端 LD、數據輸入端 D D D DO 分別接邏 輯開關，輸出端 Q Q Q QO 接實驗設備的一個譯碼顯示輸入的相應插口 A、 B、C、 D； CO 和 BO 接邏輯電平顯示插口。如圖所示，當計數到 13 時，通過與非門產生一個復位信號，使 74LS192（ 2）［時十位］直接置成 0000，而 74LS192（ 1），即時的個位直接置成 0001，從而實現(xiàn)了 112 計數。圖（ b）是由 CC40160 利用進位輸出 QCC 控制高一位的狀態(tài)控制端 S S2 的級聯(lián)圖。 表 101 輸 入 輸 出 CR LD CPu CPD D3 D2 D1 DO Q3 Q2 Q1 QO 1 0 0 0 0 0 0 d c b a d c b a 0 1 ↑ 1 加 計 數 0 1 1 ↑ 減 計 數 74LS192（同 CC40192，二者可互換使用）的功能如表 101 所示，說明如下 當清除端 CR 為高電平“ 1”時，計數器直接清零； CR 置低電平則執(zhí)行其它功能。根據計數的增減趨勢，又分為加法、減法和可逆計數器。 圖 97 由雙 JK觸發(fā)器組成的單發(fā)脈沖發(fā)生器 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 7 五、實驗預習要求 1．復習有關觸發(fā)器內容 2．列出 各觸發(fā)器功能測試表格 3．按實驗內容四 (4)，四 (5)的要求設計線路，擬定實驗方案。 4．設計一個乒乓球練習電路并進行實驗 電路功能要求：模擬二名運動員在練球時，乒乓球能往返運轉。 （ 2）測試 JK觸發(fā)器的邏輯功能 按表 95 的要求改變 J、 K、 CP 端狀態(tài)，觀察 Q、 Q 狀態(tài)變化，觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否發(fā)生在 CP 脈沖的下降沿（即 CP 由 1→ 0），記錄之。在 T， 觸發(fā)器的 CP 端每來一個 CP 脈沖信號，觸發(fā)器的狀態(tài)就翻轉一次，故稱之為反轉觸發(fā)器，廣泛用于計數電路中。圖 93 為雙 D74LS74 的引腳排 列和邏輯符號。 Q 與 Q 為兩個互補輸出端。 1．基本 RS 觸發(fā)器 圖 91 為由兩個與非門交叉耦合構成的基本 RS 觸發(fā)器，它是無時鐘控制低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器。 二、實驗原理 觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，用以表示邏輯狀態(tài)“ 1”和“ 0”，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，它是一個具有記憶功能的二進制信息存貯器件，是構成各種時序電路的最基本邏輯單元。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 2 圖 92 74LS112 雙 JK觸發(fā)器引腳功能及邏輯符號 JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 Qn+1=JQn+KQn J 和 K 是數據輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據，若 J、 K 有兩個或兩個以上輸入端時，組成“與”的關系 。如雙 D（ 74LS74，CC4013），四 D（ 74LS175， CC4042），六 D（ 74LS174 CC14174），八 D（ 74LS374）等。所以，若將 T 觸發(fā)器的 T 端置 1，如圖 94（ b）所示，即得 T，觸發(fā)器。自擬表格并記錄之。 表 95 J K CP Qn+1 Qn =0 Qn =1 0 0 0→ 1 1→ 0 0 1 0→ 1 1→ 0 1 0 0→ 1 1→ 0 1 1 0→ 1 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 6 1→ 0 測試方法同實驗內容 3），記錄之。圖 97 是用雙 JK觸發(fā)器組成的單發(fā)脈沖發(fā)生器，以供設計時參考。根據計數制的不同，分為二進制計數器，十進制計數器和任意進制計數器。 圖 102 74LS192 引腳排列及邏輯符號 圖中 LD—— 置數端； CPu—— 加計數端； CPD—— 減計數端； CO—— 非同步進位輸出端； BO—— 非同步借位輸出端； DO、 D D D3—— 計數器輸入端； QO、 Q Q Q3—— 數據輸出端； CR—— 清除端。 圖 103（ a）是由 74LS192 利用進位輸出 CO 控制高一位 CPu 端構成的加計數級聯(lián)圖。在數字鐘里，對時位的計數序列是 1，2，? 11， 12， 1，?是 12 進制的，且無 0 數。 2．測試 74LS192 或 CC40192 同步十進制可逆計數器的邏輯功能。參照 3）進行實驗。 2．總結使用集成計數器的體會。 表 111 CP CR S1 SO 功能 Q3 Q2 Q1 QO 0 清除 CR=0，使 Q3Q2Q1QO=0000， 寄存器正常工作時， CR=1 ↑ 1 1 1 送數 CP 上升沿作用后，并行輸入數據 送入寄存器。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 16 圖 112 （ 2）串行累加器 累加器是由移位寄存器和全加 器組成的一種求和電路，它的功能是將本身寄存的數和另一個輸入的數相加，并存放在累加器中。 如此順序進行，到第 N+1 個 CP 時鐘脈沖后，不僅原先存入兩個移位寄存器中的數已被全部移出，且 A、 B 兩個數相加的和及最后的進位 Cn－ 1 也被全部存入累加和移位 寄存器中。 （ 2）送放：令 CR=S1=SO=1，送入任意 4 位二進制數，如 D3D2D1DO=dcba，加 CP脈沖，觀 察 CP=0、 CP 由 0→ CP 由 1→ 0 三種情況下寄存器輸出狀態(tài)的變化，觀察寄存器輸出狀態(tài)變化是否發(fā)生在 CP 脈沖的上升沿。兩寄存器的輸出端接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。 3．在對 74LS194 進行送數后，若要使輸出端改成另外的數碼，是否一定要使寄存器清零？ 4．使寄存器清零，除采用 CR 輸入低電平外，可否采用右移或左移的方法？可否使用并行送數法？若可行，如何進行操作 ？ 5．若進行循環(huán)左移，圖 114 接線應如何改接？ 六、實驗報告 1．分析表 112 的實驗結果，總結移位寄存器 74LS194 的邏輯功能并寫入表格功能總結一欄中。 圖 121 脈沖分配器的組成 2．集成時序脈沖分配器 CC4017 和 CC4022 CC4017 是按 BCD 計數 /時序譯碼器組成的分配器。 CP EN R 輸出 n 0 0 n 1 1 0 n 0 0 n+1 1 0 n 1 0 n+1 1 0 n 1 0 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 24 圖 125 三相步進電動機的驅動電路 A、 B、 C 分別表示步進電機的三相繞組。 （ 2）． CP 改接為 1HZ 連續(xù)脈沖，觀察記錄輸出狀態(tài)。輸出脈沖寬度（ TTL 與非門） tw1=RC tw1= T= 調節(jié) R 和 C 值，可改變輸出信號的振蕩頻率，通常用改變 C 實現(xiàn)輸出頻率的粗調，改變電位器 R 實現(xiàn)輸 出頻率的細調。在VT 附近電容器的充放電 速度已經緩慢，而且 VT 本身也不夠穩(wěn)定，易受溫度、電源電壓變化等因素以及干擾的影響。 （ a） fo=幾 MHZ～幾十 MHZ （ b） fo=100KHZ（ 5 KHZ～ 30 MHZ） 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 28 （ c） fo=32768HZ=215 HZ （ d） fo=100KHZ 圖 134 常用的晶體振蕩電路 圖 134（ c）中，門 1 用于振蕩，門 2 用于緩沖整形。 tw1= Rb2C1， tw2= Rb1C2， T= tw1+ tw2，若電路對稱， C1=C2=C， Rb1=Rb2=Rb，則 T=，輸出方波。 圖 136 改善 VA 上升的晶體管自激多諧振蕩器 三、實驗設備與器件 1． +5V 直流電源 2．雙蹤示波器 1． 數字頻率計 4． 74LS00（或 CD4011） 3DK2 2 2CK15 晶振 32768HZ 電位器、電阻、電容若干。 （ 2）改變 RW 值，觀察輸出信號 vo 波形的變化情況。 五、實驗預習要求 1．復習自激多諧振蕩器的工作原理。 1．用與非門組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 利用與非門開關，依靠定時元件 RC 電路的充放電來控制與非門的啟閉。若Vi 的脈寬較小時，則輸入端就不必加 R1C1 微分電路了。（ a）圖中，門 G G2 是基本 RS 觸發(fā)器，門 G3 是反相器，二極管 D起電平偏移作用，以產生回差電壓，其工作情況如下：設 Vi=0， G3 截止， R=1， S=0， Q=1，Q=0，電路處于原態(tài)。本器件可采用上升沿觸發(fā)（ +TR）也可用下降沿觸發(fā)（－ TR），為使用帶來很大的方便。 圖 147 實現(xiàn)多諧振蕩 4．集成六施密特觸發(fā)器 CC40106 及其應用 如圖 148 為其邏輯符號及引腳功能，它可用于波形的整形，也可作反相器或構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。 3．按圖 142 連線，重復 1 的實驗內容 4．按圖 144（ a）連線，令 Vi 由 0→ 5V 變化，測量 V V2 之值。 五、實驗預習要求 1．復習有關單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器和施密特觸發(fā)器的內容 2．畫出實驗用的詳細線路圖 3．擬定各次實驗的方法、步驟。它是一種產生時間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內部電壓標準使用了三個5K 電阻，故取名 555 電路。它們分別使高電平比較器 A1 的同相輸入端和低電平比較器 A2 的反相輸入端的參考電平為32 VCC和 31 VCC。這就很方便地構成從微秒到數十分鐘的延時電路，可方便地構 成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器等脈沖產生或波形變換電路。當這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計時器時，可直接驅動小型繼電器，并可以使用復位端（ 4 腳）接地的方法來中止暫態(tài)，重新計時。 （ 3）組成占空比可調的多諧振蕩器 電路如圖 154 所示，它比圖 153 所示電路增加了一個電位器和兩個導引二極管。因此，當接通電源后，應首先調節(jié) W1 使頻率至規(guī)定值，再調節(jié) W2，以獲得需要的占空比。輸入信號 vi由單次脈沖源提供，用雙蹤示波器觀測波形 vi， vc， vo 波形。 4．利用 555 定時器設計制作一只觸摸式開關定時控制器，每當用手觸摸一次，電路即輸出一個正脈沖寬度為 10S 的信號。 2．學習電子秒表的調試方法。 Q 由 1變 0，送 出負脈沖，啟動單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。 3．時鐘發(fā)生器 圖 161 中單元Ⅲ為用 555 定時器構成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時鐘源。 計數 /置數 控制端 CT/LD 為低電 平時，輸出端 Q3～ Qo 可預置成與數據輸入端 D3～Do 相一致狀態(tài)，而與 CPo、 CP1 狀態(tài)無關