【導(dǎo)讀】將空載導(dǎo)通電流ICCL乘以電源電壓就得到空載導(dǎo)通功率PON，即。測(cè)試電路，如圖1-1所示。測(cè)試條件：輸入端懸空或接高電平，輸出空載，VCC=5V。通常對(duì)74LS系列每個(gè)與非門(mén)要求小于3mW。ICCH是指與非門(mén)至少有一個(gè)輸入端接低電平，輸出端開(kāi)路時(shí)電源提供的電流。注意，被測(cè)量芯片的所有門(mén)均要有一個(gè)輸入端接地。出端空載時(shí)，由被測(cè)輸入端流出的電流值。載電流，其大小直接影響前級(jí)電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載的個(gè)數(shù)，所以這一參數(shù)非常重要。的每個(gè)輸入端進(jìn)行測(cè)試。電壓傳輸特性是指門(mén)電路輸出電壓Vo隨輸入電壓Vi而變化的曲線。輸出高電平)、VOL、VIL和VIH。電位器串接實(shí)現(xiàn)，串接固定電阻的目的主要是防止調(diào)整過(guò)程中電流過(guò)大而損壞器件。3V電源可由5V通過(guò)電阻分壓取得。至此，原理性設(shè)計(jì)基本完成。這些已超出了本實(shí)驗(yàn)要求范圍，故不予以討論。

　　

【正文】 9 ? 15 圖 ５ ２ 7448 的邏輯符號(hào) LT RBI BI/RBO 7447 A0 A1 A2 A3 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 用與非門(mén)和 74LS161 設(shè)計(jì)一個(gè) 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。 要求寫(xiě)出 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器地詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，邏輯圖在 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)上加進(jìn)譯碼顯示電路，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)可加 1KHz 左右的方波信號(hào)。 四 、預(yù)習(xí)要求及思考題 復(fù)習(xí)顯示譯碼、集成計(jì)數(shù)器的工作原理及用集成計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的原理和方法等相關(guān)內(nèi)容； 仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)題目要求和步驟，著實(shí)弄懂其原理， 真正做到實(shí)驗(yàn)時(shí)胸中有數(shù) ； 對(duì)于設(shè)計(jì)部分， 實(shí)驗(yàn)前作好理論設(shè)計(jì)，即對(duì)要求設(shè)計(jì)的題目要列出 真值表、寫(xiě)出邏輯表達(dá)式、畫(huà)出邏輯圖及芯片連接圖等。 五 、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 根據(jù)各題的題意，列出相應(yīng)功能表或真值表，對(duì)于功能驗(yàn)證的部分要寫(xiě)出測(cè)試條件和測(cè)試步驟；對(duì)于設(shè)計(jì)部分，要寫(xiě)出詳細(xì)地設(shè)計(jì)過(guò)程。 將各測(cè)試結(jié)果填入自畫(huà)的表格中。 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)總結(jié)， 主要是電路調(diào)試及故障排除方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn) 。 六、實(shí)驗(yàn)儀器與器材 儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)、三用表。 器材： 74LS20（二 4 輸入與非門(mén)）、 74LS04（反相器）、 7447 譯碼驅(qū)動(dòng)器 2 片和七段數(shù)碼管 2 片等。 實(shí)驗(yàn)六 555定 時(shí)器及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解 555 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理； 學(xué)習(xí)用 555 定時(shí)器組成幾種常用的應(yīng)用電路； 掌握幾種常用應(yīng)用電路的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算和測(cè)量方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 555 定時(shí)器引腳排列如圖 61 所示，各引腳功能如下： 1 腳 —— （ GND）接地端 2 腳 —— （ TR39。）觸發(fā)輸入端，低電平有效 3 腳 —— （ OUT）輸出端 4 腳 —— （ R’）復(fù)位端（不用時(shí)接 VCC） 5 腳 —— （ CO）電壓控制端，不用時(shí)常在此腳與地之間接一 補(bǔ)償電容 6 腳 —— （ TH）閾值端，高電平觸發(fā) 7 腳 —— （ DIS）放 電端 8 腳 —— （ VCC）電源端 555 定時(shí)器的功能 ⑴ 復(fù)位： R39。=0 時(shí)，電路復(fù)位，輸出為 0； ⑵ 高觸發(fā)電平：在 2 腳 TR’的電壓大于 1/3VCC的前提下，當(dāng)閾值端 TH＞ 2/3VCC時(shí)，內(nèi)部放電管導(dǎo)通，輸出 OUT為 0； ⑶ 低觸發(fā)電平： 在 6 腳 TH 的電壓小于 2/3VCC的前提下，當(dāng) TR’（ 2腳）電壓小于 1/3VCC時(shí)，內(nèi)部放電管截止，輸出 OUT 為 1； ⑷ 狀態(tài)維持原狀：在 6 腳 TH的電壓小 于 2/3VCC，又 2 腳 TR’的電壓大于 1/3VCC 時(shí)，電路狀態(tài)維持原狀。 555 定時(shí)器的幾種功能狀態(tài)用表描述如表 61 所示。 表 61 555 定時(shí)器的功能狀態(tài)表 TR’（ 2 腳） TH(6 腳 ) R39。（腳） DIS（ 7腳） OUT(3 腳 ) X X 0 導(dǎo)通 0 ＞ 1/3VCC ＞ 2/3VCC 1 導(dǎo)通 0 ＞ 1/3VCC ＜ 2/3VCC 1 不變 不變 ＜ 1/3VCC ＜ 2/3VCC 1 截止 1 ＜ 1/3VCC ＞ 2/3VCC 1 *不允許此種輸入組合 555 定時(shí)器 1 2 3 4 GND TR’ OUT R’ 圖 61 555 引腳 VCC DIS TH CO 8 7 6 5 由 555 定時(shí)器構(gòu)成多 諧振蕩器 ⑴ 多諧振蕩器電路 由 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的電路如圖 62 所示。 ⑶ 振蕩波形 振蕩波形如圖 63 所示。 由 555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ⑴ 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 由 555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖 64 所示。 圖中 R、 C 為定時(shí)元件， Vi為觸發(fā)輸入電壓，沒(méi)有 觸發(fā)時(shí)應(yīng)為高電平。 ⑵ 輸出脈沖寬度： TW≈ ⑶ 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形如圖 65 所示。 8 4 7 6 2 1 5 3 ?F C R1 R2 VO VCC 圖 62 多諧振蕩器 ⑵ 振蕩頻率 C)R2R( 1f 2121 ???? 占空比： 2121211 2RR RRTT Tq ????? T1 T2 T 0 uO 0 CCV31 CCV32 VCC 圖 63 多諧振蕩器波形圖 uc t t 8 4 7 6 2 1 5 3 ?F C R VO VCC 圖 64 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 Vi 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 用 555 定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)多諧振蕩器， 要求頻率為 100Hz，占空比為 65%，輸出電壓幅值為 TTL 電平，給定電容為 ?F。 設(shè)計(jì)電路 ，計(jì)算電阻 R1 和 R2 的值，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量頻率、 T1 和 T2 值（可用示波器測(cè)量），計(jì)算占空比，填入自制的表中。 用 555 定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)單 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。給定輸入信號(hào)頻率為 500Hz，電容 C=?F要求輸出脈沖寬度為 ,試計(jì)算定時(shí)元件 R，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 四、預(yù)習(xí)要求及思考題 復(fù)習(xí)教材的相關(guān)部分并仔細(xì)閱讀本實(shí)驗(yàn)的原理及要求； 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路，計(jì)算出有關(guān)元器件值，并標(biāo)在電路圖上； 擬出實(shí)驗(yàn)步驟，畫(huà)好實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)表格； 555 定時(shí)器構(gòu)成的振蕩器， 其振蕩頻率和占空比的改變與哪些因素有關(guān)？若只改變周期，而不改變占空比應(yīng)調(diào)整哪個(gè)元件？ 555 定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈寬和周期由什么決定？ 設(shè)計(jì)要求中的“輸出電壓幅值為 TTL 電平”是何含義？如果要求改為“輸出電壓幅值為６Ｖ”你怎樣解決？ 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路，標(biāo)出引腳和元件值； 寫(xiě)出元器件參數(shù)的計(jì)算過(guò)程； Vi 2/3VCC 0 VC 0 VO 0 TW t t t 圖 65 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖 必須注意： 該電路只適應(yīng)輸入為窄負(fù)脈沖的情況，當(dāng)輸入負(fù)脈沖寬度接近或?qū)捰?TW時(shí)，需在觸發(fā)輸入端加微分電路，將觸發(fā)信號(hào)變成窄負(fù)脈沖。 另外觸發(fā)頻率也必須小于 f=1/TW。 如在圖 64 的 2 端和 1端加入圖 66 所示輸入微分電路。 Vi 2 Cd ?F R2 3K? 圖 66 微分電路 畫(huà)出電路波形圖，標(biāo)上幅度和時(shí)間； 列出測(cè)試數(shù)據(jù)表，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行討論和誤差分析。 六、實(shí)驗(yàn)儀器與器材 儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)臺(tái)、示波器、萬(wàn)用表。 器材：電容 ?F（ 104） 3 個(gè)， ?F（ 103） 1 個(gè)，電阻（阻值待定） 4個(gè)， NE555 1 個(gè)， 7404 1 個(gè)。 實(shí)驗(yàn)八 簡(jiǎn)易多 路搶答器的設(shè)計(jì) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉優(yōu)先編碼器 74LS148和顯示譯碼器 74LS47的邏輯功能； 掌握搶答器的工作原理及設(shè)計(jì)方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材 數(shù)字綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái) 1臺(tái) 數(shù)字萬(wàn)用表 1塊 器件： 74LS148一片、 74LS47兩片、發(fā)光二極管一個(gè)、共陽(yáng)極數(shù)碼管一個(gè)、 74LS279一片（或 74LS74雙 D觸發(fā)器兩片）以及按鈕開(kāi)關(guān)和電阻若干。 三 、設(shè)計(jì)基本要求 該搶答器能同時(shí)供 8名選手或 8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是 0、 7，各用一個(gè)搶 答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是 S0、 SS S S S S S7。 給主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零和搶答開(kāi)始。 搶答器應(yīng)具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在 LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 設(shè)計(jì)完成以上功能的電路，并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 *可增加擴(kuò)展功能，如聲音提示、限時(shí)搶答等，由設(shè)計(jì)者自行掌握。 四、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬寫(xiě)設(shè)計(jì)方案，并 畫(huà)出總體框圖。 畫(huà)出邏輯電路圖，并敘述其工作原理。 給出測(cè)試結(jié)果，分析優(yōu)缺點(diǎn)，并指出改進(jìn)建議。 五、設(shè)計(jì)提示 顯示譯碼電路部分 顯示譯碼電路可采用顯示譯碼器 74LS47 和共陽(yáng)極數(shù)碼管搭接而成。參考電路如圖 81所示 。 數(shù)碼管和 74LS47的相關(guān)資料。 搶答電路部分 搶答電路可用優(yōu)先編碼器 74LS148和按鈕開(kāi)關(guān)電路組成，參考電路如圖 82所示。 搶答信息存儲(chǔ)與控制部分 搶答信息存儲(chǔ)與控制可由 RS鎖存器或 D鎖存器組成的數(shù)碼寄存器完成，如圖 83所示。 Ya ? Ys 74LS47 A3 A2 A1 A0 BI’/RBO’ LT’ RBI’ +5V 圖 81 譯碼顯示電路 R’ S’ Q R’ S’ Q R’ S’ Q R’ S’ Q 至 74LS148 的 ST’端 +5V 10KΩ 清除 開(kāi)始 S 至 74LS47的 BI’/RBO’ 圖 82 信息存儲(chǔ)與控制電路 10KΩ 8 S0 +5V S7 ST’ I7’ I6’ I5’ I4’ I3’ I2’ I1’ I0’ Y2’ Y1’ Y0’ YEX’ YS 74LS148 圖 83 搶答電路