【正文】 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。 2．學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。輸入信號(hào) vi由單次脈沖源提供，用雙蹤示波器觀測波形 vi， vc， vo 波形。 （ 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。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。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。 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，測量 V V2 之值。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。若Vi 的脈寬較小時(shí)，則輸入端就不必加 R1C1 微分電路了。 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。 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。 （ 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。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)。 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。 3．在對 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。 （ 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。 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。 2．總結(jié)使用集成計(jì)數(shù)器的體會(huì)。 2．測試 74LS192 或 CC40192 同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器的邏輯功能。 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。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。 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 測試方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3），記錄之。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。 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 。 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，它是無時(shí)鐘控制低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器。圖 93 為雙 D74LS74 的引腳排 列和邏輯符號(hào)。 （ 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。 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。 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。如圖所示，當(dāng)計(jì)數(shù)到 13 時(shí)，通過與非門產(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)。 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。 Q3Q2Q1QO=D3D2D1DO 此時(shí)串行數(shù)據(jù)（ SR、 SL）被禁止。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)。 表 112 清除 模 式 時(shí)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 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? CC4022 是按八進(jìn)制計(jì)數(shù) /時(shí)序譯碼器組成的分配器。 2．按圖 124 線路接線，自擬實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證 60 分頻電路的正確性。因此，電路輸出頻率的穩(wěn)定性較差。 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。 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(jì)測量輸出信號(hào)頻率，記錄之。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。 Vi 由 OV 上升到電路的接通電位 VT 時(shí)， 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 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。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 37 4．?dāng)M好記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果所需的數(shù)據(jù)、波形表格。 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)。此外尚須用一個(gè)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。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。試搭出電路并測試電路功能。 基本 RS 觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表的工作。清除功能完成后，應(yīng)置高電平。再按動(dòng)按鈕開關(guān) K1，則 Q 由 0 變?yōu)?1，門 5 開啟，為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備。 3．施密特觸發(fā)器 按圖 156 接線，輸入信號(hào)由音頻信號(hào)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。 W1 不變，調(diào)節(jié) W2，僅改變占空比，對頻率無影響。 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(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒到幾十分鐘之間變化。它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本 RS 觸發(fā)器，一個(gè)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。 9．分別按圖 1412（ a）、（ b）連線，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 圖 146 實(shí)現(xiàn)脈沖延遲 b．實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器，如圖 147 所示。 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(hào)進(jìn)行整形，并輸出矩形波，圖 144（ a）、（ b）是兩種典型的電路。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(hào)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。 （ 1） RW 調(diào)到最大時(shí)，觀察并記錄 A、 B、 D、 E 及 vo 各點(diǎn)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(shí)間）并與理論計(jì)算值比較。這時(shí) C2 通過 Rb1 和 T2 的集電極放電，同時(shí) VCC 經(jīng) RC T2 的基極對 C1 充電，當(dāng) vbe1 達(dá)到 VT 時(shí)，電路又返回第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，形成振蕩。 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(shí)刻。清零后，連續(xù)送出 10 個(gè)脈沖信號(hào)，觀察十個(gè)發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，并列表記錄。如圖 121 所示。 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(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)有條件，進(jìn)行接線。 在第二個(gè)脈沖到來后，兩個(gè)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。 S SO 和 CR 端的控制作用如表 111 所示。 （ 4）減計(jì)數(shù) CR=0， LD=CPu=1， CPD 接單次脈沖源。 圖 106 是一個(gè)特殊 12 進(jìn)制的計(jì) 數(shù)器電路方案。 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(jì)數(shù)器 2．中規(guī)模十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS192 是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，具有 雙時(shí)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(hào)如圖 102 所示。 試問：能實(shí)現(xiàn)單發(fā)脈沖輸出的原理是什么？并請擬定實(shí)驗(yàn)觀察方案。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)。有很多種型號(hào)可供各種用途的需要而選用。 3． 熟悉觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。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)。 輸 入 輸 出 RD SD CP T Qn+1 0 1