【文章內(nèi)容簡介】 實驗內(nèi)容 1．測試 74LS194（或 CC40194）的邏輯功能 按圖 114 接線， CR、 S SO、 SL、 SR、 D D D DO 分別接至邏輯開關的輸出插口； Q Q Q QO 接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。 CP 端接單次脈沖源輸出插口。按表 112 所規(guī)定的輸入狀態(tài)，逐項進行測試。 (除 7 腳外 ) 圖 114 74LS194 邏輯功能測試 （ 1）清除：令 CR=0，其它輸入均為任意態(tài)，這時寄存器輸出 Q Q Q QO 應均為0。清除后，置 CR=1。 （ 2）送放：令 CR=S1=SO=1，送入任意 4 位二進制數(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。 （ 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(shù)碼如 0100，由 CP 端連續(xù)加 4 個脈沖，觀察輸出情況，記錄之。 （ 4）左移：先清零或予置，再令 CR=1， S1=0， SO=1，由左移輸入端 SL 送入二進制數(shù)碼如 1111，連續(xù)加四個 CP 脈沖，觀察輸出端情況，記錄之。 （ 5）保持：寄存器予置任意 4 位二進制數(shù)碼 dcba，令 CR=1， S1=SO=0，加 CP 脈沖，觀察 寄存器輸出狀態(tài)，記錄之。 2．循環(huán)移位 將實驗內(nèi)容 1接線參照圖 112進行改接。用并行送數(shù)法予置寄存器為某二進制數(shù)碼（如0100），然后進行右移循環(huán)，觀察寄存器輸出端狀態(tài)的變化，記入表 113 中。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 18 3．累加運算 按圖 115 連接實驗電路。 CR、 S SO 接邏輯開關輸出插口， CP 接單次脈沖源，由于邏輯開關的數(shù)量有限，兩寄存器并行輸入端 D3D2D1DO 根據(jù)實驗設備現(xiàn)有條件，進行接線。兩寄存器的輸出端接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。 表 112 清除 模 式 時鐘 串 行 輸 入 輸 出 功能總結 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? （ 2）送數(shù) 令 CR=S1=SO=1，用并行送數(shù)方法把三位被加數(shù) A2A1AO 和三位加數(shù) B2B1BO 分別送入累加和移位寄存器 A 和加數(shù)移位寄存器 B 中。然后進行右移，實現(xiàn)加法運算。連續(xù)輸入 4 個 CP 脈沖，觀察兩個寄存器輸出狀態(tài)變化，記入表 114 中。 表 114 CP B 寄存器 A 寄存器 Q3 Q2 Q1 QO Q3 Q2 Q1 QO 0 1 2 3 4 五、實驗預習要求 1．復習有關寄存器及累加運算的有關內(nèi)容。 2．查閱 74LS19 74LS18 74LS74 邏輯線路。熟悉其邏輯功能及引腳排列。 3．在對 74LS194 進行送數(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。 2．根據(jù)實驗內(nèi)容 2 的結果，畫出 4 位環(huán)形計數(shù)的狀態(tài)轉換圖及波形圖。 3．分析累加運算所得結果的正確性。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 22 實驗十二 脈沖分配器及其應用 一、實驗目的 1．熟悉集成時序脈沖分配器的使用方法及其應用。 2．學習步進電動機的環(huán)形脈沖分配器的組成方法。 二、實驗原理 1．脈沖分配器的作用是產(chǎn)生多路順序脈沖信號，它可以由計數(shù)器和譯碼器組成 。 CP端上的系列脈沖經(jīng) N 位二進制計數(shù)器和相應的譯碼器，可以轉變?yōu)?2N 路順序輸出脈沖。如圖 121 所示。 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(shù) /時序譯碼器組成的分配器。 CC4022 是按八進制計數(shù) /時序譯碼器組成的分配器。 它們的真值表完全相同，為多姐妹片。其邏輯符號及引腳功能如圖 122 所示。 CC4017 的輸出波形如圖 123 所示。 CC4017 應用十分廣泛，可用于十進制計數(shù)，分頻， 1/N 計數(shù)（ N=2～ 10 只需用一塊，N＞ 10 可用多塊器件級連）。圖 124 所示為由兩片 CC4017 組成的 60 分頻的電路。 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 23 （ c） 真值表 圖 122 CC4017 與 CC4022 的邏輯符號及真值表 圖 123 CC4017 的波形圖 圖 124 60 分頻電路 3．步進電動機的環(huán)形脈沖分配器 圖 125 所示為某一三相步進電動機的驅動電路示意圖。 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。步進電機按三相六拍方式運行。即 要求步進電機正轉時，控制端 X=1，使電機三相繞組的通電順序為 A→ AB→ B→ BC→ C→ CA ↑ 要求步進電機反轉時，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 JK觸發(fā)器構成。 圖 126 六拍通電方式的脈沖環(huán)行分配器邏輯圖 要使步進電機反轉，脈沖分配器應如何聯(lián)線，請自行考慮。通常應加有正轉脈沖輸入控制和反轉脈沖控制端。 三、實驗設備與器件 1． +5V 直流電源 2．雙蹤示波器 3．連續(xù)脈沖源 4．單次脈沖源 4．邏輯電平開關 6． 01 指示器 7． CC4017 2 CC4013 CC4027 2 CC4011 2 四、實驗內(nèi)容 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 25 1． CC4017 邏輯功能的測試 （ 1）．參照圖 122（ a），用 +5V 供電， EN、 R 接邏輯開關的輸出插口。 CP 接單次脈沖源， 0～ 9 十個輸出端接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口，按真值表要求操作邏輯開關。清零后，連續(xù)送出 10 個脈沖信號，觀察十個發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，并列表記錄。 （ 2）． CP 改接為 1HZ 連續(xù)脈沖，觀察記錄輸出狀態(tài)。 2．按圖 124 線路接線，自擬實驗方案驗證 60 分頻電路的正確性。 3．參照圖 126 的線路，設計一個可逆運行的三相六拍環(huán)形分配器線路，并自擬實驗觀察方 案。 五、實驗預習要求 1．復習有關脈沖分配器的原理 2．按實驗任務要求，設計實驗線路，并擬定實驗方案及步驟。 六、實驗報告 1．畫出完整的實驗線路 2．總結分析實驗結果 電子技術論壇 電子發(fā)燒友 26 實驗十三 使用門電路產(chǎn)生脈沖信號 —— 自激多皆振蕩器 —— 一、實驗目的 1．掌握使用門電路構成脈沖信號產(chǎn)生電路的基本方法 2．掌握影響輸出脈沖波形參數(shù)的定時元件數(shù)值的計算方法 3．學習石英晶體穩(wěn)頻原理和使用石英晶體構成振蕩器的方法 二、實驗原理 1．利用與非門 組成脈沖信號發(fā)生電路 與非門作為一個開關倒相器件，可用以構成各種脈沖波形的產(chǎn)生電路。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電，當輸入電壓達到與非門的閥值電壓 VT 時，門的輸出狀態(tài)即發(fā)生變化。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。 2．非對稱型多諧振蕩器 如圖 131 所示，它的輸出波形是不對稱的。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。 3．對稱型多諧振蕩器 如圖 132 所示，由于電路完全對稱，電容器的充放電時間常數(shù)相同，故輸出為對稱的方波。改變 R 和 C 的值，可以改變輸出振蕩頻率。如輸出端加一非門，可實現(xiàn)輸出波形整形。 一般取 R＜ 1KΩ，當 R=1KΩ， C=100pf～ 100μ f 時， f=nHZ～ nMHZ，脈沖寬度 tw1= tw2 =， T= 4．帶 RC 電路的環(huán)形振蕩器 電路如圖 133 所示。其中門 4 用于整形，以改善輸出波形； R 為限流電阻，一般取100Ω，電位器 RW 要求＜ 1KΩ。電路利用電容 C 的充放電過程，控制 D 點電壓 VD，從而控制與非門的自動啟閉，形成多諧振蕩，電容 C 的充電時間 tw放電時間 tw2 和總的振蕩周期 T 分別為 tw1≈ ， tw2≈ ， T≈ 調節(jié) R 和 C 的大小可改變電路輸出的振蕩頻率。 電子技術論壇 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)轉換都發(fā)生在與非門輸入電平達到門的閥值電平 VT 的時刻。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。因此，電路輸出頻率的穩(wěn)定性較差。 5．石英晶體箢頻的多諧振蕩器 當要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿足要求。為此常用石英晶體作為信號頻率的基準。用石英晶體與門電路構成的多諧振蕩器常用來為微型計算機等提供時鐘信號。 圖 134 所示為常用的晶體穩(wěn)頻多諧振蕩器。（ 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。一般用于電子表中，其中晶體的fo=32768HZ。 （ 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。 Rf 是反饋電阻，通常在幾十兆歐之間選取，一般選 22MΩ。 R 起穩(wěn)定振蕩作用，通常取十至幾百千歐。 C1 是頻率微調電容器，電容 C2 用于溫度特性校正。 6．利用晶體管組成多諧振蕩器 圖 135 所 示為由晶體管組成的自激多諧振蕩器。它只有兩個暫穩(wěn)態(tài)（即 T1 飽和、 T2截止與 T1 截止、 T2 飽和）。 圖 135 晶體管自激多諧振蕩器 設 t1 時刻電路翻轉成 T1 飽和、 T2 截止，這時電容 C1 通過 Rb2 和飽和管 T1 的集電極放電，同時電源 VCC 沿 RC2 和 T1 的基極對 C2 進行充電，一旦 vbe2 達到 VT 時，電路又翻