武大電氣數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告修改版-資料下載頁
2025-02-27 11:49本頁面
【導(dǎo)讀】74LS00集成片有四塊二輸入與非門構(gòu)成，邏輯表達(dá)式為YAB?。
【正文】 V11 H z 5 V V C C5VV C C0201304 22 圖 2 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 接觸開關(guān) 按圖接線，構(gòu)成一個(gè)接觸開關(guān)。摸一下觸摸線， LED 亮一秒。 圖 3 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的觸摸開關(guān) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 555 單穩(wěn)電路 沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)輸入端處于高電平（ 3ccViv? ），如果接通電源，電路處于一種穩(wěn)定狀態(tài) 0ov? 。若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)（ 3ccViv? ），電路的輸出狀態(tài)由低VCCOUTU15 5 5 _ T I M E R _ R A T E DGNDDISRSTTHRCONTRIR110kΩC12 7 0 p FC21 0 n FX12 . 5 V V C C5V0203R2100kΩV C C15VCCOUTU15 5 5 _ T I M E R _ R A T E DGNDDISRSTTHRCONTRIC14 7 u FX12 . 5 V V C C5V3R2100kΩC31 0 0 n FC45 0 n F201V C C觸摸線 23 電平跳變到高電平，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。此后電容 C 充電，當(dāng) C充電至 cc23Vcv? ，電路的輸出電壓 ov 有高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，同時(shí) 555 定時(shí)器中的反放電三極管導(dǎo)通，于是電容 C放電，電路返回到穩(wěn)定狀態(tài)。 555 多諧振蕩器 電路接通電源后，電容 C被充電，當(dāng) cv 上升到 23ccV 時(shí)，使輸出 ov 為低電平，同時(shí)放電三極管 T 導(dǎo)通，此時(shí)電容 C 通過 1R 和三極管放電， cv 下降。當(dāng) cv 下降到 3ccV 時(shí)， ov 翻轉(zhuǎn)為高電平。當(dāng)放電結(jié)束時(shí)， T 截止， ccV 將通過 1R 、 2R 向電容器 C 充電，當(dāng) cv 上升到 23ccV 時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是在電路的輸出端就得到一個(gè)周期性的矩形波。 555 接觸開關(guān) 當(dāng)觸摸端懸空時(shí)相當(dāng)于接高電平，最終輸出 ov 為低電平，燈滅。用手觸摸 2端瞬間相當(dāng)于 2 端接地置的電平，輸出端為高電平即燈亮，電容 1C 被充電。當(dāng)手拿開后，觸摸端由恢復(fù)為懸空狀態(tài)，電容 1C 放電則燈亮持續(xù)到電容放電完畢。 接觸過程相當(dāng)于給輸入端 2 一個(gè)下降沿的單脈沖（負(fù)脈沖），所以其工作原理與單穩(wěn)電路相同。 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 555 定時(shí)器中比較器因?yàn)闆]有反饋電路，所以比較器只能工作在飽和區(qū)和截止區(qū)，即比較器只能輸出兩個(gè)狀態(tài)。當(dāng)同相端電壓 反相端電壓時(shí)，輸出為高電平，反之為低電平，由此控制基本 RS 觸發(fā)器的工作狀態(tài)。 555 控制電壓端通常接一個(gè)電容防止干擾電壓的引入，如果在此端施加一個(gè)外電壓（ 0~ccV ），比較器的參考電壓將發(fā)生變化，電路相應(yīng)的閥值，觸發(fā)電平也將隨之變化，進(jìn)而影響電路的工作狀態(tài)。 24 實(shí)驗(yàn)七 數(shù)字秒表 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解數(shù)字計(jì)時(shí)裝置的基本工作原理和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方法。 熟悉中規(guī)模集成器件和半導(dǎo)體顯示器的使用。 了解簡(jiǎn)單數(shù)字裝置的調(diào)試方法，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的數(shù)字秒表的功能。 實(shí)驗(yàn)參考元件 集成元件： 555 一片 74LS163 二片 74LS248 二片 LED 二片 74LS00 二片。二極管 IN4148 一個(gè)；電位器 100K 一個(gè)；電阻、電容。 二、 實(shí)驗(yàn) 原理 原理框圖 74LS163 工作原理 74LS163 為可預(yù)制的 4 位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器。 清除同步：當(dāng)清除端（ ~CLR ）為低電平時(shí)，在時(shí)鐘端（ CLK ）上升沿作用下，才可能完成清除功能。 預(yù)置同步：當(dāng)置入控制端（ ~LOAD ）為低電平時(shí)，在 CLK 上升沿作用下，輸出端（ ADQ~Q ）與數(shù)據(jù)輸入端（ A~B ）相一致。 計(jì)數(shù)同步：當(dāng) ENP ENT、 均為高電平時(shí)，在 CLK 上升沿作用下 ADQ~Q 同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。 74LS163 的 ENP ENT、 跳變與 CLK 無關(guān)。 在不外加門電路的情況下，可級(jí)聯(lián)成 N位同步計(jì)數(shù)器。 數(shù)碼顯示器 譯碼電路 秒計(jì)數(shù)器 控制電路 秒信號(hào)發(fā)生器 25 圖 1 74LS163 引腳圖 74LS248 工作原理 74LS248（ 74LS48） 是 BCD 碼到七段碼的顯示譯碼器，它可以直接驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。它的外引腳圖如下圖所示： 圖 2 74LS248 引腳圖 74LS148 在使用時(shí)注意以下幾點(diǎn)： 要求輸入數(shù)字 0~15 時(shí)“滅燈輸入端” BI 必須開路或保持高電平。如果不要滅十進(jìn)制的 0，則“動(dòng)態(tài)滅燈輸入” RBI必須開路或保持高電平。 當(dāng)滅燈輸入端 BI 接低電平時(shí)，不管其它輸入為何種電平，所有各段輸出均為低電平。 當(dāng)“動(dòng)態(tài)滅燈輸入端” RBID、 C、 B、 A輸入為低電平而“燈測(cè)試端” LT 為高電平時(shí)，所有各段輸出均為低電平，并且“動(dòng)態(tài)滅燈輸出端” RBO 處于低電平。 “ 滅燈輸入 /動(dòng)態(tài)滅燈輸出端 ” BI/RBO 開路或保持電平而“燈測(cè)試端” LT為低電平時(shí)，所有各段輸出均為高電平（若接上顯示器，則顯示數(shù)字 8，可以利用這一點(diǎn)檢查 74LS248 和顯示器的好壞）。 BI/RBO 是線與邏輯，既是“滅燈輸入端” BI又是“動(dòng)態(tài)滅燈輸出端” RBO。 U17 4 L S 1 6 3 DQA 14QB 13QC 12QD 11RCO 15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD2~CLR1CLK9進(jìn)位輸入端并行數(shù)據(jù)輸入端計(jì)數(shù)控制端同步并行置入控制端同步清除輸入端時(shí)鐘輸入端12345輸出端7U174LS248DA7B1C2D6OA 13OD 10OE 9OF 15OC 11OB 12OG 14~LT3~RBI5~BI/RBO4 26 數(shù)字秒表設(shè)計(jì)電路 如下： 實(shí)驗(yàn)原理圖各部分功能說明： 由 555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器是秒脈沖發(fā)生器 ,通過計(jì)算可知輸出脈沖的周期為 ( ) ，即頻率為 ，可以近似看作秒脈沖，實(shí)驗(yàn)時(shí)，脈沖周期基本接近 1 秒。 由兩片 74LS163 構(gòu)成六十進(jìn)制的加計(jì)數(shù)器，配合 74LS248 和數(shù)碼管構(gòu)成可視數(shù)字秒表。 74LS163（ U2）和 74LS163（ U3）輸入端均接低電平。在 CLK 有秒脈沖輸入、且使能端 ENP、 ENT 及置數(shù)端 LOAD 均接高電平情況下，當(dāng) 74LS163（ U2）輸出達(dá)到 9 時(shí)， 74LS163（ U2）清零， 74LS163（ U3）計(jì)數(shù)一次，當(dāng) 74LS163（ U2）輸出達(dá)到 9 且 74LS163（ U3）輸出達(dá)到 5時(shí)， 74LS163（ U2）和 74LS163（ U3）均清零，所以，這部分的功能就是實(shí)現(xiàn) 60 進(jìn)制加計(jì)數(shù)（顯示范圍 00~59）。將 74LS163（ U2）輸出端的信號(hào)譯為數(shù)碼管的輸入信號(hào)，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作。 清零、啟動(dòng)、停止計(jì)數(shù)功能由開關(guān) J1 和 J2 實(shí)現(xiàn)當(dāng) J1 接低電平，兩片74LS163 置數(shù)端 LOAD 接入低電平，則輸出端置零，起到清零作用。當(dāng) J2 接低電平，兩片 74LS163 使能端 ENP、 ENT（高電平有效）接入低電平，使能端無效，兩片 74LS163 不工作，起到停止計(jì)數(shù)的作用。當(dāng) J1 和 J2 都接高電平，兩片 74LS163 正常工作，起到開始計(jì)數(shù)功
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