【正文】 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。（提示：采用雙 D 觸發(fā)器 74LS74，兩個(gè) CP 端的觸發(fā)脈沖分別由兩名運(yùn)動(dòng)員操作，兩觸發(fā)器的輸出狀態(tài)用邏輯電平顯示器顯示）。還有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計(jì)數(shù)器等等。圖（ c）和（ d）是由 CC4510 利用行波進(jìn)位法和用 CO 控制 Ci 的級(jí)聯(lián)圖。按表 101 逐項(xiàng)測(cè)試并判斷該集成塊的功能是否正常。既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器，只需要改變左、右移的控制信號(hào)便可實(shí)現(xiàn)雙向移位要求。 圖 113 串行累加器結(jié)構(gòu)框圖 設(shè)開始時(shí)，被加數(shù) A=AN－ 1? AO 和加數(shù) B=BN－ 1? BO 已分別存入 N+1 位累加數(shù)移位寄存器和加數(shù)移位寄存器。 （ 4）左移：先清零或予置，再令 CR=1， S1=0， SO=1，由左移輸入端 SL 送入二進(jìn)制數(shù)碼如 1111，連續(xù)加四個(gè) CP 脈沖，觀察輸出端情況，記錄之。 3．分析累加運(yùn)算所得結(jié)果的正確性。即 要求步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，控制端 X=1，使電機(jī)三相繞組的通電順序?yàn)? A→ AB→ B→ BC→ C→ CA ↑ 要求步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，令控制端 X=0，三相繞組的通電順序改為 A→ AC→ C→ BC→ B→ AB→ A? 按六拍通電方式的 脈沖環(huán)形分配器，可由如圖 126 所示的三個(gè) JK觸發(fā)器構(gòu)成。改變 R 和 C 的值，可以改變輸出振蕩頻率。 R 起穩(wěn)定振蕩作用，通常取十至幾百千歐。 （ 1）用示波器觀察輸出波形及電容 C 兩端的電壓波形，列表記錄之。 3．?dāng)M好記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格等。電路采用正脈沖觸發(fā)，適用于觸發(fā)脈沖寬 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 32 度大于輸出脈沖寬度的情況，其工作波形如圖 143 所示。當(dāng)采用上升沿觸發(fā)時(shí)，為防止重復(fù)觸發(fā)， Q 必須連到（－ TR）端。 6．按圖 147 連線，用示波器觀測(cè)輸出波形，測(cè)定振蕩頻率。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三位數(shù)碼都是 555 或 556；所有的 CMOS 產(chǎn)品型號(hào)最后四位數(shù)碼都是 7555 或 7556，二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。觸發(fā)電路由C R D 構(gòu)成，其中 D 為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí) 555 電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管 T 導(dǎo)通，輸出端 F 輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)經(jīng) C1 加到 2 端。 占空比 tw1 RA q= ≈ = tw1+tw2 （ RA+RB） RA+RB 可見，若取 RA=RB 電路即可輸出占空比為 50％的方波信號(hào)。 （ 2）將 R 改為改為 1K， C 改為 f，輸入端加 1KHZ 的連續(xù)脈沖，觀測(cè)波形 vi，vc， vo，測(cè)定幅度及延時(shí)時(shí)間。按功能分成四個(gè)單元電路進(jìn)行分析。 4．計(jì)數(shù)及譯碼顯示 二 五 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS196構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元，如圖 161中單元Ⅳ所示。當(dāng)觸發(fā)脈沖寬度小于輸出脈沖寬度時(shí)，可以省去輸入微分電路的 Rp 和 Cp。 3．如何用示波器測(cè)定施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性曲線？ 4．?dāng)M定各次實(shí)驗(yàn)的步驟和方法。電路的電壓傳輸特性曲線如圖 158 所示。 外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性， 555 定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。 T 為放電管，當(dāng) T 導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳 7 的電容器提供低阻放電通路。 2．掌握 555 型集成時(shí)基電路的基本應(yīng)用。 （ a） （ b） 圖 1412 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 三、實(shí)驗(yàn)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．?dāng)?shù)字頻率計(jì) 5． CC4011 CC14528 CC40106 電位器、電阻、電容若干 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．按圖 141 連線，輸入 1KHZ 連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀測(cè) Vi、 VA、 VB、 VD、 VE及 VO 的波形，記錄之。電路的回差△ V=VD。穩(wěn)態(tài)時(shí)G1 導(dǎo)通， G2 截止（ G3 僅起整形倒相作用）。 （ 4）調(diào)節(jié)電位器使 Rb2 增加，直到 vC2 的上升沿出現(xiàn)臺(tái)階。 對(duì)電路參數(shù)的要求， τ 放 ＞＞ τ 充 ，即 Rb2 C1＞＞ R’c2 C2， Rb1 C2＞＞ RC1 C1，在放電 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 29 的同時(shí)，充電要盡快結(jié)束。（ a）、（ b）為 TTL 器件組成的晶體振蕩電路；（ c）、（ d）為 CMOS 器件組成的晶體振蕩電路。因此，電路輸出的脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。圖 124 所示為由兩片 CC4017 組成的 60 分頻的電路。 2．查閱 74LS19 74LS18 74LS74 邏輯線路。 (除 7 腳外 ) 圖 114 74LS194 邏輯功能測(cè)試 （ 1）清除：令 CR=0，其它輸入均為任意態(tài)，這時(shí)寄存器輸出 Q Q Q QO 應(yīng)均為0。 （ 1）環(huán)形計(jì)數(shù)器：把移位寄存 器的輸出反饋到它的串行輸入端，就可以進(jìn)行循環(huán)移位，如圖 112 所示，把輸出端 QO 和右移串行輸入端 SR 相連接，設(shè)初始狀態(tài) Q3Q2Q1QO=1000，則在時(shí)鐘脈沖作用下 Q3Q2Q1QO 將依次變?yōu)?0100→ 0010→ 0001→ 1000→??，可見它是一個(gè)具有四個(gè)有效狀態(tài)的計(jì)數(shù)器，這種類型的計(jì)數(shù)器通常稱為環(huán)形計(jì)數(shù)器。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 13 表 103 C40160 功能表 輸 入 輸 出 CP Cr LD S1 S2 D3 D2 D1 DO Q3 Q2 Q1 QO 0 0 0 0 0 ↑ 1 0 d3 d2 d1 dO d3 d2 d1 dO 1 1 0 保 持 1 1 0 保 持 ↑ 1 1 1 1 計(jì) 數(shù) 表 104 CC4510 功能表 CP Ci U/D PE R 功 能 1 0 0 不計(jì)數(shù) 0 1 0 0 加計(jì)數(shù) 0 0 0 0 減計(jì)數(shù) 1 0 置 數(shù) 1 復(fù) 位 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)計(jì)靈敏器部分內(nèi)容 2．繪出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的詳細(xì)線路圖 3．?dāng)M出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的測(cè)試記錄表格 4．查手冊(cè)，給出并熟悉實(shí)驗(yàn)所用各集成塊的引腳排列圖 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．畫出實(shí)驗(yàn)線路圖，記錄、整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)所得的有關(guān)波形。 （ 4）將 1HZ 的連續(xù)脈沖改為 1KHZ，用雙蹤示波器觀察 CP、 Q Q Q QO 端波形，描繪之。 加法計(jì)數(shù) 表 102 進(jìn)位 輸入脈沖數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 輸 出 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 10 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 QO 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 借位 減計(jì)數(shù) 3．計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)使用 一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只能表示 0～ 9 十個(gè)數(shù)，為了擴(kuò)大計(jì)數(shù)器范圍，常用多個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)使用。 計(jì)數(shù)器種類很多。 （ 2）測(cè)試 D 觸發(fā)器的邏輯功能 按表 96 要求進(jìn)行測(cè)試，并觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否發(fā)生在 CP 脈沖的上升沿（即由 0→ 1），記錄之。如圖 94（ a）所示，其狀態(tài)方程為 Qn+1=TQn+TQn T 觸發(fā)器的功能表如表 93 所示。本實(shí)驗(yàn)采用 74LS112 雙 JK觸發(fā)器，是下降邊沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。通常稱 S 為置“ 1”端，因?yàn)?S=0 時(shí)觸發(fā)器被置“ 1”； R 為置“ 0”端，因?yàn)?R=0 時(shí)觸發(fā)器被置“ 0”，當(dāng)S=R=1 時(shí)狀態(tài)保持。 表 91 輸 入 輸 出 SD RD CP J K Qn+1 Qn+1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 φ φ 1 1 ↓ 0 0 Qn Qn 1 1 ↓ 1 0 1 0 1 1 ↓ 0 1 0 1 1 1 ↓ 1 1 Qn Qn 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 3 1 1 ↑ Qn Qn 注： —— 任意態(tài)；↓ —— 高到低電平跳變 Qn（ Qn） —— 現(xiàn)態(tài)； Qn+1（ Qn+1） —— 次態(tài) φ —— 不定態(tài) 4． 觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換 表 92 表 93 輸 入 輸 出 SD RD CP D Qn+1 Qn+1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 φ φ 1 1 ↑ 1 1 0 1 1 ↑ 0 0 1 1 1 ↓ Qn Qn 在集成觸發(fā)器的產(chǎn)品中，每一種觸發(fā)器都有自己固定的邏輯功能。 在 CP 端輸入 1HZ 連續(xù)脈沖，用實(shí)驗(yàn)箱上的邏輯筆觀察 Q 端的變化。 2．總結(jié)觀察到的波形，說明觸發(fā)器的觸發(fā)方式。 當(dāng) CR 為低電平， LD 為高電平時(shí)，執(zhí) 行計(jì)數(shù)功能。 （ 1）按圖 101 連接， RD 接至邏輯開關(guān)輸出插口，將低位 CPO 端接單次脈沖源，輸出端 Q3 、 Q Q QO 接邏輯電平顯示輸入插口，各 SD 接高電平 +5V。 5． 選圖 103（ b）、（ c）、（ d）中任一電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄之。 Q3Q2Q1QO=DSRQ3Q2Q1 ↑ 1 1 0 左移 串行數(shù)據(jù)送至左移輸入端 SL， CP 上升 沿進(jìn)行左移。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 17 1． +5V 直流電源 2．單次脈沖源 3．邏輯電平開關(guān) 4． 01 指示器 5． 74LS194 2（或 CC40194） 74LS74（或 CC4013） 74LS183 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．測(cè)試 74LS194（或 CC40194）的邏輯功能 按圖 114 接線， CR、 S SO、 SL、 SR、 D D D DO 分別接至邏輯開關(guān)的輸出插口； Q Q Q QO 接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。然后進(jìn)行右移，實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算。其邏輯符號(hào)及引腳功能如圖 122 所示。 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)脈沖分配器的原理 2．按實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路，并擬定實(shí)驗(yàn)方案及步驟。為此常用石英晶體作為信號(hào)頻率的基準(zhǔn)?，F(xiàn)增加一個(gè)隔離二極管 D，以避免 C2 的充電電流經(jīng)集電極電阻 R”c2。 （ 2）斷開 A、 B 間的短接線，觀察隔離二極管的作用。 R、C 構(gòu)成微分型定時(shí)電路，定時(shí)元件 R、 C 的取值不同，輸出脈寬 tw也不同。當(dāng) Vi 由最大值下降到VT 值的時(shí)間內(nèi)， R 仍等于 0， S=1，電路狀態(tài)也不變。 圖 1410 直接耦合光開關(guān) 光照時(shí)，輸入電壓上升至 ?TV 時(shí)，輸出為低電平，光照消失后，輸出恢復(fù)至高電平。 2．分析各次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的波形，驗(yàn)證有關(guān)的理論。 RD 是復(fù)位端，當(dāng) RD=0， 555 輸出低電平。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過 R R2 向 C 充電，以及 C 通過 R2 向放電端 Ct 放 電，使電路產(chǎn)生振蕩。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 42 圖 157 示出了 VS， Vi 和 Vo 的波形圖。調(diào)換外接阻容元件 ，再試聽音響效果。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào)