【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器的模，將上述接成右移寄存器的 74194的末級(jí)輸出 Q3反相后，接到串行輸人端 DSR，就構(gòu)成了扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，如 圖 340 (a)所示， 圖 340 (b)所示為其狀態(tài)圖 . 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)四 秒信號(hào)電路的制作與調(diào)試 【 知識(shí)鏈接 2：集成計(jì)數(shù)器 CD390】 ? 一般采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74HC390來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。為減少器件使用數(shù)量，可選 74HC390，其外部引腳如 圖 341所示，內(nèi)部邏輯框圖如 圖 342所示。 ? 秒十位計(jì)數(shù)單元為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如 圖 343所示，其中 Q2可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的 CPA相連。 ? 利用 1片 74HC390實(shí)現(xiàn)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖 3 44所示。 上一頁(yè) 返 回 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 技能目標(biāo) 】 ? （ 1）用 CD390構(gòu)成 60、 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 ? （ 2）仿真數(shù)字電子鐘。 【 知識(shí)目標(biāo) 】 ? （ 1）掌握由集成計(jì)數(shù)器及門電路擴(kuò)展計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍的方法。 ? （ 2）掌握軟件及硬件仿真的方法。 ? （ 3）掌握時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法。 下一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 實(shí)踐活動(dòng) 】 ? ? 設(shè)計(jì)并制作分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)電路。 ? ? 本活動(dòng)就是要設(shè)計(jì)小時(shí)及分鐘的計(jì)數(shù)電路、顯示電路，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要運(yùn)用軟件仿真及硬件仿真的方法，最后制作實(shí)現(xiàn)分鐘、小時(shí)的功能。 ? ? 要求每人用集成電路 CD390 , CD4511等及其外圍器件設(shè)計(jì)分鐘、小時(shí)的電路，畫出電路圖及仿真，并在焊接板 (或面包板 )上將設(shè)計(jì)的電路搭建起來(lái)，調(diào)試并實(shí)現(xiàn)所要求的功能。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 實(shí)踐活動(dòng) 】 ? ? 萬(wàn)用表，電烙鐵， CD390 , CD4511等集成電路若干，電阻、電容若干，單股導(dǎo)線一段，焊接板一塊，焊錫絲一段。 ? ? (1)從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)選擇計(jì)數(shù)器，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一既可實(shí)現(xiàn)功能又最經(jīng)濟(jì)的計(jì)數(shù)器。 ? (2)可運(yùn)用前面學(xué)過(guò)的知識(shí)設(shè)計(jì) 24進(jìn)制、 12進(jìn)制、 60進(jìn)制、10進(jìn)制、 6進(jìn)制等計(jì)數(shù)電路。 ? (3)查閱關(guān)于 CD390集成電路的相關(guān)知識(shí)。 ? (4)在調(diào)試電路時(shí)，可考慮引入變化快的脈沖作為計(jì)數(shù)參考。 ? (5) 制作時(shí)一是要小自，二是要邊制作邊檢查，注意連接的次序。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 1:時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)的基本方法 】 ? 一、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟 ? (1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對(duì)應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。 ? (2)狀態(tài)化簡(jiǎn)。原始狀態(tài)圖 (表 )通常不是最簡(jiǎn)的，往往可以消去一些多余狀態(tài)。消去多余狀態(tài)的過(guò)程叫做狀態(tài)化簡(jiǎn)。 ? (3)狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。 ? (4)選擇觸發(fā)器的類型。觸發(fā)器的類型選得合適，可以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。 ? (5)根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計(jì)電路的輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程。 ? (6)根據(jù)輸出方程和驅(qū)動(dòng)方程畫出邏輯圖。 ? (7)檢查電路能否自啟動(dòng)。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 1:時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)的基本方法 】 ? 二、同步計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)舉例 ? 由于計(jì)數(shù)器沒(méi)有外部輸入變量 X，則設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)單。 ? 例 34 設(shè)計(jì)一個(gè)同步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 ? 解 :設(shè)計(jì)步驟如下。 ? (1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)定狀態(tài)，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。由于是五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以應(yīng)有 5個(gè)不同的狀態(tài)，分別用 S0、 S …、 S4表示。在計(jì)數(shù)脈沖 CP作用下， 5個(gè)狀態(tài)循環(huán)翻轉(zhuǎn)，在狀態(tài)為 S4時(shí)，進(jìn)位輸出Y=1。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如 圖 3 45所示。 ? (2)狀態(tài)化簡(jiǎn)。五進(jìn)制計(jì)數(shù)器應(yīng)有 5個(gè)狀態(tài)，無(wú)須化簡(jiǎn)。 ? (3)狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。由式 2n ≥ N 2n1可知，應(yīng)采用 3位二進(jìn)制代碼。該計(jì)數(shù)器選用 3位自然二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)編碼，即 S0=000 、 S1=00 …、 S4=100。由此可列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如 表 315所示。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 1:時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)的基本方法 】 ? (4)選擇觸發(fā)器。本例選用功能比較靈活的 JK觸發(fā)器。 ? (5)求各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程和進(jìn)位輸出方程。 ? 列出 JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表如 表 316所示。畫出電路的次態(tài)卡諾圖如 圖 346所示， 3個(gè)無(wú)效狀態(tài) 101, 110 , 111作無(wú)關(guān)項(xiàng)處理。根據(jù)次態(tài)卡諾圖和 JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)卡諾圖如 圖 347所示。 ? 再畫出輸出卡諾圖如 圖 348所示，可得電路的輸出方程 :Y=Q2。 ? 將各驅(qū)動(dòng)方程與輸出方程歸納如下 : 下一頁(yè) 上一頁(yè) 1020120JQJQJ???112010???KQKK2QY?任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 1:時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)的基本方法 】 ? (6)畫邏輯圖。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程，畫出五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯圖如 圖 349所示。 ? (7)檢查能否自啟動(dòng)。利用邏輯分析的方法畫出電路完整的狀態(tài)圖如 圖 350所示。可見，如果電路進(jìn)入無(wú)效狀態(tài) 101 、110 、 111時(shí)，在 CP脈沖作用下，分別進(jìn)入有效狀態(tài) 00 000。所以電路能夠自啟動(dòng)。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 2:時(shí)序邏輯分析的基本方法 】 ? 一、分析時(shí)序邏輯電路的一般步驟 ? (1)根據(jù)給定的時(shí)序電路圖寫出下列各邏輯方程式 : ? ① 各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程。 ? ②時(shí)序電路的輸出方程 ? ③各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。 ? (2)將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程，也就是時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)方程 . ? (3)根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時(shí)序電路的狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時(shí)序圖。 ? (4)根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖說(shuō)明給定時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 2:時(shí)序邏輯分析的基本方法 】 ? 二、同步時(shí)序邏輯電路的分析舉例 ? 例 35 試分析 圖 351所示的時(shí)序邏輯電路 . ? 解 :由于 圖 351所示為同步時(shí)序邏輯電路，圖中的兩個(gè)觸發(fā)器都接至同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源 CP，所以各觸發(fā)器的時(shí)鐘方程可以不寫。 ? (1)寫出輸出方程。 ? (2)寫出驅(qū)動(dòng)方程。 ? (3)寫出 JK觸發(fā)器的特性方程 ，然后將各驅(qū)動(dòng)方程代入 JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程 . 下一頁(yè) 上一頁(yè) nn XZ 01 )( ???1,1,101010??????KQXJKQXJnnnnn QKQJQ ???1nnnnnnnnnnXQKQJQXQKQJQ1011111101000010)()(???????????任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 2:時(shí)序邏輯分析的基本方法 】 ? (4)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表及狀態(tài)圖。 ? 由于輸入控制信號(hào) X可取 1，也可取 0，所以分兩種情況列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和畫狀態(tài)圖。 ? ①當(dāng) X=0時(shí)。 ? 將 X=0代入輸出方程和觸發(fā)器的次態(tài)方程，則輸出方程簡(jiǎn)化為 : ；觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為 : ? 設(shè)電路的現(xiàn)態(tài)為，依次代入上述觸發(fā)器的次態(tài)方程和輸出方程中進(jìn)行計(jì)算，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如 表 317所示。 ? 根據(jù) 表 317所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如 圖 352所示。 下一頁(yè) 上一頁(yè) n0n1 ?Z n0n11n0 Q ??n1n01n1 Q ??任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 2:時(shí)序邏輯分析的基本方法 】 ? ②當(dāng) X=1時(shí) ? 輸出方程簡(jiǎn)化為 : ； ? 觸發(fā)器的次態(tài)方程簡(jiǎn)化為 : ? 計(jì)算可得電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如 表 318所示，狀態(tài)圖轉(zhuǎn)換圖如 圖 353所示。 ? 將 圖 352和 圖 353合并起來(lái)，就是電路完整的狀態(tài)圖，如圖 353所示。 ? (5)畫時(shí)序波形圖。 ? 如 圖 355所示。 ? (6)邏輯功能分析。 下一頁(yè) 上一頁(yè) nnZ 01?nnnnnn 10110110 , ?? ??任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 2:時(shí)序邏輯分析的基本方法 】 ? 三、異步時(shí)序邏輯電路的分析舉例 ? 由于在異步時(shí)序邏輯電路中，沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖，因此，分析時(shí)必須寫出時(shí)鐘方程。 ? 例 36 試分析 圖 356所示的時(shí)序邏輯電路。 ? 解 :(1)寫出各邏輯方程式 . ? ①時(shí)鐘方程 : ? CP0=CP（時(shí)鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)） ? CP1=Q0（當(dāng) FF0的 Q0由 0 → 1時(shí)， Q1才可能改變狀態(tài)，否則 Q1將保持原狀態(tài)不變） ? ② 輸出方程 : ? ③ 各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程 : 下一頁(yè) 上一頁(yè) nnZ 01?nQD 00 ? nQD11 ?任務(wù)五 分信號(hào)、小時(shí)信號(hào)產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作 【 知識(shí)鏈接 2:時(shí)序邏輯分析的基本方法 】 ? (2)將各驅(qū)動(dòng)方程代入 D觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程 : ? (3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)圖、時(shí)序圖。 ? (4)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如 圖 357所示，時(shí)序圖如 圖 358所示。 ? (5)邏輯功能分析 ? 由狀態(tài)圖可知 :該電路一共有 4個(gè)狀態(tài) 00、 0 11，在時(shí)鐘脈沖作用下，按照減規(guī)律循環(huán)變化，所以是一個(gè)四進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器， Z是借位信號(hào)。 上一頁(yè) nnnnQDDQ11110010??????返 回 任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機(jī)聯(lián)調(diào) 【 技能目標(biāo) 】 ? 能將數(shù)字電子鐘的各部分 (信號(hào)產(chǎn)生電路、校時(shí)電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼電路、 LED)連接進(jìn)來(lái)并進(jìn)行調(diào)整。 【 知識(shí)目標(biāo) 】 ? 掌握整機(jī)聯(lián)調(diào)的方法。 下一頁(yè) 任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機(jī)聯(lián)調(diào) 【 實(shí)踐活動(dòng) 】 ? ? 整機(jī)連接及聯(lián)調(diào) ? ? 要將各部電路連接進(jìn)來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的全部功能。即能顯示小時(shí)、分、鐘、秒，能調(diào)整時(shí)間，能整點(diǎn)報(bào)時(shí)等。 ? ? (1)將秒計(jì)時(shí)電路與分計(jì)時(shí)電路，分計(jì)時(shí)電路與小時(shí)計(jì)時(shí)電路連接起來(lái)，通過(guò)調(diào)試能實(shí)現(xiàn)完整的計(jì)時(shí)功能。 ? (2)將校時(shí)電路接入，能對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。 ? (3)將整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路接入，能整點(diǎn)報(bào)時(shí)。 ? (4)各電路功能完整，互不干擾。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機(jī)聯(lián)調(diào) 【 實(shí)踐活動(dòng) 】 ? ? 萬(wàn)用表，電烙鐵，單股導(dǎo)線一段，焊接板一塊，焊錫絲一段 ? ? (1)整機(jī)聯(lián)調(diào)是電路調(diào)試的最后一個(gè)階段，也是綜合性較強(qiáng)的階段，一個(gè)問(wèn)題故障的出現(xiàn)可能與很多部分相關(guān)，在調(diào)整時(shí)要分功能模塊進(jìn)行。 ? (2)在調(diào)整電路時(shí)，可根據(jù)信號(hào)流向，分步調(diào)整，先將無(wú)關(guān)部分?jǐn)嚅_，避免相互干擾。 ? (3)如果自己無(wú)法判斷問(wèn)題所在，同組人最好相互檢查。 ? (4)在聯(lián)調(diào)過(guò)程中要注意記錄，要記錄出現(xiàn)的現(xiàn)象、故障的判斷、查找故障的步驟、最后是如何解決的、心得體會(huì)等。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機(jī)聯(lián)調(diào) 【 知識(shí)鏈接 :電路故障的判斷及排除方法 】 ? 一、整機(jī)總裝 ? ? (1)總裝的順序。先輕后重、先小后大、先鉚后裝、先裝后焊、先里后外、先平后高，上道工序不得影響下道工序。 ? (2)總裝的基本要求 ? ①總裝前對(duì)零、部件或組件進(jìn)行調(diào)試、檢驗(yàn)。 ? ②總裝應(yīng)采用合理的安裝工藝，用經(jīng)濟(jì)、高效、先進(jìn)的裝配技術(shù)，使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的效果。 ? ③總裝過(guò)程中，不損傷元器件和零、部件，保證安裝件的正確，保證產(chǎn)品的電性能穩(wěn)定，并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定度。 ? ④總裝中每一個(gè)階段都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行自檢、互檢