【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(shù)論壇 電子發(fā)燒友 19 1 2 3 4 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 20 電子技術(shù)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(jìn)制數(shù)碼如 0100，由 CP 端連續(xù)加 4 個(gè)脈沖，觀察輸出情況，記錄之。若需繼續(xù)累加，則加數(shù)移位寄存器中需再一次存入新的加數(shù)。 圖 113 是由二個(gè)右向移位寄存器、一個(gè)全加器和一個(gè)進(jìn)位觸發(fā)器組成的串行累加器。 Q3Q2Q1QO=D3D2D1DO 此時(shí)串行數(shù)據(jù)（ SR、 SL）被禁止。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 14 實(shí)驗(yàn) 十一 移位寄存器及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 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(yīng)用 — 構(gòu)成串行累加和環(huán)形計(jì)數(shù)器 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．移位寄存器是一個(gè)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(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，輸入 1HZ 連續(xù)計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)行由 00— 99 累加計(jì)數(shù)，記錄之。 計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖源提供，清零端、置數(shù)端 LD、數(shù)據(jù)輸入端 D D D DO 分別接邏 輯開關(guān)，輸出端 Q Q Q QO 接實(shí)驗(yàn)設(shè)備的一個(gè)譯碼顯示輸入的相應(yīng)插口 A、 B、C、 D； CO 和 BO 接邏輯電平顯示插口。如圖所示，當(dāng)計(jì)數(shù)到 13 時(shí)，通過(guò)與非門產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使 74LS192（ 2）［時(shí)十位］直接置成 0000，而 74LS192（ 1），即時(shí)的個(gè)位直接置成 0001，從而實(shí)現(xiàn)了 112 計(jì)數(shù)。圖（ b）是由 CC40160 利用進(jìn)位輸出 QCC 控制高一位的狀態(tài)控制端 S S2 的級(jí)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(jì) 數(shù) 0 1 1 ↑ 減 計(jì) 數(shù) 74LS192（同 CC40192，二者可互換使用）的功能如表 101 所示，說(shuō)明如下 當(dāng)清除端 CR 為高電平“ 1”時(shí)，計(jì)數(shù)器直接清零； CR 置低電平則執(zhí)行其它功能。根據(jù)計(jì)數(shù)的增減趨勢(shì)，又分為加法、減法和可逆計(jì)數(shù)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(shù)論壇 電子發(fā)燒友 7 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)觸發(fā)器內(nèi)容 2．列出 各觸發(fā)器功能測(cè)試表格 3．按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四 (4)，四 (5)的要求設(shè)計(jì)線路，擬定實(shí)驗(yàn)方案。 4．設(shè)計(jì)一個(gè)乒乓球練習(xí)電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 電路功能要求：模擬二名運(yùn)動(dòng)員在練球時(shí)，乒乓球能往返運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 2）測(cè)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(lái)一個(gè) CP 脈沖信號(hào)，觸發(fā)器的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，故稱之為反轉(zhuǎn)觸發(fā)器，廣泛用于計(jì)數(shù)電路中。圖 93 為雙 D74LS74 的引腳排 列和邏輯符號(hào)。 Q 與 Q 為兩個(gè)互補(bǔ)輸出端。 1．基本 RS 觸發(fā)器 圖 91 為由兩個(gè)與非門交叉耦合構(gòu)成的基本 RS 觸發(fā)器，它是無(wú)時(shí)鐘控制低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器。 二、實(shí)驗(yàn)原理 觸發(fā)器具有兩個(gè)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(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，它是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存貯器件，是構(gòu)成各種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。 電子技術(shù)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(hào) JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為 Qn+1=JQn+KQn J 和 K 是數(shù)據(jù)輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據(jù)，若 J、 K 有兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入端時(shí)，組成“與”的關(guān)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(shù)論壇 電子發(fā)燒友 6 1→ 0 測(cè)試方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(shè)計(jì)時(shí)參考。根據(jù)計(jì)數(shù)制的不同，分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 圖 102 74LS192 引腳排列及邏輯符號(hào) 圖中 LD—— 置數(shù)端； CPu—— 加計(jì)數(shù)端； CPD—— 減計(jì)數(shù)端； CO—— 非同步進(jìn)位輸出端； BO—— 非同步借位輸出端； DO、 D D D3—— 計(jì)數(shù)器輸入端； QO、 Q Q Q3—— 數(shù)據(jù)輸出端； CR—— 清除端。 圖 103（ a）是由 74LS192 利用進(jìn)位輸出 CO 控制高一位 CPu 端構(gòu)成的加計(jì)數(shù)級(jí)聯(lián)圖。在數(shù)字鐘里，對(duì)時(shí)位的計(jì)數(shù)序列是 1，2，? 11， 12， 1，?是 12 進(jìn)制的，且無(wú) 0 數(shù)。 2．測(cè)試 74LS192 或 CC40192 同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器的邏輯功能。參照 3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2．總結(jié)使用集成計(jì)數(shù)器的體會(huì)。 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(shí)， CR=1 ↑ 1 1 1 送數(shù) CP 上升沿作用后，并行輸入數(shù)據(jù) 送入寄存器。 電子技術(shù)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(shù)和另一個(gè)輸入的數(shù)相加，并存放在累加器中。 如此順序進(jìn)行，到第 N+1 個(gè) CP 時(shí)鐘脈沖后，不僅原先存入兩個(gè)移位寄存器中的數(shù)已被全部移出，且 A、 B 兩個(gè)數(shù)相加的和及最后的進(jìn)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(jìn)制數(shù)，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(duì) 74LS194 進(jìn)行送數(shù)后，若要使輸出端改成另外的數(shù)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(shù)法？若可行，如何進(jìn)行操作 ？ 5．若進(jìn)行循環(huán)左移，圖 114 接線應(yīng)如何改接？ 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．分析表 112 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)移位寄存器 74LS194 的邏輯功能并寫入表格功能總結(jié)一欄中。 圖 121 脈沖分配器的組成 2．集成時(shí)序脈沖分配器 CC4017 和 CC4022 CC4017 是按 BCD 計(jì)數(shù) /時(shí)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(shù)論壇 電子發(fā)燒友 24 圖 125 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路 A、 B、 C 分別表示步進(jìn)電機(jī)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(diào)節(jié) R 和 C 值，可改變輸出信號(hào)的振蕩頻率，通常用改變 C 實(shí)現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào)，改變電位器 R 實(shí)現(xiàn)輸 出頻率的細(xì)調(diào)。在VT 附近電容器的充放電 速度已經(jīng)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(shù)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(duì)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(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1． +5V 直流電源 2．雙蹤示波器 1． 數(shù)字頻率計(jì) 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(hào) vo 波形的變化情況。 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)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(guān)，依靠定時(shí)元件 RC 電路的充放電來(lái)控制與非門的啟閉。若Vi 的脈寬較小時(shí)，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(chǎn)生回差電壓，其工作情況如下：設(shè) 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(lái)很大的方便。 圖 147 實(shí)現(xiàn)多諧振蕩 4．集成六施密特觸發(fā)器 CC40106 及其應(yīng)用 如圖 148 為其邏輯符號(hào)及引腳功能，它可用于波形的整形，也可作反相器或構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。 3．按圖 142 連線，重復(fù) 1 的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4．按圖 144（ a）連線，令 Vi 由 0→ 5V 變化，測(cè)量 V V2 之值。 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器和施密特觸發(fā)器的內(nèi)容 2．畫出實(shí)驗(yàn)用的詳細(xì)線路圖 3．?dāng)M定各次實(shí)驗(yàn)的方法、步驟。它是一種產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號(hào)的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個(gè)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(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時(shí)電路，可方便地構(gòu) 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(chǎn)生或波形變換電路。當(dāng)這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)小型繼電器，并可以使用復(fù)位端（ 4 腳）接地的方法來(lái)中止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。 （ 3）組成占空比可調(diào)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(gè)電位器和兩個(gè)導(dǎo)引二極管。因此，當(dāng)接通電源后，應(yīng)首先調(diào)節(jié) W1 使頻率至規(guī)定值，再調(diào)節(jié) W2，以獲得需要的占空比。輸入信號(hào) vi由單次脈沖源提供，用雙蹤示波器觀測(cè)波形 vi， vc， vo 波形。 4．利用 555 定時(shí)器設(shè)計(jì)制作一只觸摸式開關(guān)定時(shí)控制器，每當(dāng)用手觸摸一次，電路即輸出一個(gè)正脈沖寬度為 10S 的信號(hào)。 2．學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。 Q 由 1變 0，送 出負(fù)脈沖，啟動(dòng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。 3．時(shí)鐘發(fā)生器 圖 161 中單元Ⅲ為用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時(shí)鐘源。 計(jì)數(shù) /置數(shù) 控制端 CT/LD 為低電 平時(shí)，輸出端 Q3～ Qo 可預(yù)置成與數(shù)據(jù)輸入端 D3～Do 相一致狀態(tài)，而與 CPo、 CP1 狀態(tài)無(wú)關(guān)