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數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書終極版-文庫吧資料

2024-11-06 09:13本頁面
  

【正文】 Rc,使得導(dǎo)通管是否飽和狀態(tài),以保證電路的工作穩(wěn)定。在 C2 放電時(shí), D 導(dǎo)通,放電仍可通過飽和管進(jìn)行?,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。 如果要求改善輸出脈沖上升沿,就需要對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn),如圖 136 所示。這時(shí) C2 通過 Rb1 和 T2 的集電極放電,同時(shí) VCC 經(jīng) RC T2 的基極對(duì) C1 充電,當(dāng) vbe1 達(dá)到 VT 時(shí),電路又返回第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài),形成振蕩。它只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)(即 T1 飽和、 T2截止與 T1 截止、 T2 飽和)。 C1 是頻率微調(diào)電容器,電容 C2 用于溫度特性校正。 Rf 是反饋電阻,通常在幾十兆歐之間選取,一般選 22MΩ。一般用于電子表中,其中晶體的fo=32768HZ。 圖 134 所示為常用的晶體穩(wěn)頻多諧振蕩器。為此常用石英晶體作為信號(hào)頻率的基準(zhǔn)。因此,電路輸出頻率的穩(wěn)定性較差。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 27 圖 131 非對(duì)稱型振蕩器 圖 132 對(duì)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(zhuǎn)換都發(fā)生在與非門輸入電平達(dá)到門的閥值電平 VT 的時(shí)刻。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。如輸出端加一非門,可實(shí)現(xiàn)輸出波形整形。 3.對(duì)稱型多諧振蕩器 如圖 132 所示,由于電路完全對(duì)稱,電容器的充放電時(shí)間常數(shù)相同,故輸出為對(duì)稱的方波。 2.非對(duì)稱型多諧振蕩器 如圖 131 所示,它的輸出波形是不對(duì)稱的。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電,當(dāng)輸入電壓達(dá)到與非門的閥值電壓 VT 時(shí),門的輸出狀態(tài)即發(fā)生變化。 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。 2.按圖 124 線路接線,自擬實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證 60 分頻電路的正確性。清零后,連續(xù)送出 10 個(gè)脈沖信號(hào),觀察十個(gè)發(fā)光二極管的顯示狀態(tài),并列表記錄。 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.單次脈沖源 4.邏輯電平開關(guān) 6. 01 指示器 7. CC4017 2 CC4013 CC4027 2 CC4011 2 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 25 1. CC4017 邏輯功能的測(cè)試 ( 1).參照?qǐng)D 122( a),用 +5V 供電, EN、 R 接邏輯開關(guān)的輸出插口。 圖 126 六拍通電方式的脈沖環(huán)行分配器邏輯圖 要使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),脈沖分配器應(yīng)如何聯(lián)線,請(qǐng)自行考慮。步進(jìn)電機(jī)按三相六拍方式運(yùn)行。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 23 ( c) 真值表 圖 122 CC4017 與 CC4022 的邏輯符號(hào)及真值表 圖 123 CC4017 的波形圖 圖 124 60 分頻電路 3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的環(huán)形脈沖分配器 圖 125 所示為某一三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。 CC4017 應(yīng)用十分廣泛,可用于十進(jìn)制計(jì)數(shù),分頻, 1/N 計(jì)數(shù)( N=2~ 10 只需用一塊,N> 10 可用多塊器件級(jí)連)。其邏輯符號(hào)及引腳功能如圖 122 所示。 CC4022 是按八進(jìn)制計(jì)數(shù) /時(shí)序譯碼器組成的分配器。如圖 121 所示。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.脈沖分配器的作用是產(chǎn)生多路順序脈沖信號(hào),它可以由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成 。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 22 實(shí)驗(yàn)十二 脈沖分配器及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.熟悉集成時(shí)序脈沖分配器的使用方法及其應(yīng)用。 2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2 的結(jié)果,畫出 4 位環(huán)形計(jì)數(shù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖及波形圖。熟悉其邏輯功能及引腳排列。 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(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1.復(fù)習(xí)有關(guān)寄存器及累加運(yùn)算的有關(guān)內(nèi)容。然后進(jìn)行右移,實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算。 表 112 清除 模 式 時(shí)鐘 串 行 輸 入 輸 出 功能總結(jié) 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(shù)論壇 電子發(fā)燒友 19 1 2 3 4 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 20 電子技術(shù)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?CR、 S SO 接邏輯開關(guān)輸出插口, CP 接單次脈沖源,由于邏輯開關(guān)的數(shù)量有限,兩寄存器并行輸入端 D3D2D1DO 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)有條件,進(jìn)行接線。用并行送數(shù)法予置寄存器為某二進(jìn)制數(shù)碼(如0100),然后進(jìn)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。 ( 5)保持:寄存器予置任意 4 位二進(jìn)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。 ( 3)右移:清零后,令 CR=1, S1=0, SO=1,由右移輸入端 SR 送入二進(jìn)制數(shù)碼如 0100,由 CP 端連續(xù)加 4 個(gè)脈沖,觀察輸出情況,記錄之。清除后,置 CR=1。按表 112 所規(guī)定的輸入狀態(tài),逐項(xiàng)進(jìn)行測(cè)試。 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。若需繼續(xù)累加,則加數(shù)移位寄存器中需再一次存入新的加數(shù)。 在第二個(gè)脈沖到來后,兩個(gè)移位寄存器的內(nèi)容又右移一位, S1 存入累加和移位寄存器的最高位,原先存入的 SO 進(jìn)入次高位, C1 存入進(jìn)位觸發(fā)器 Q 端,全加器輸出為: Sn=A2+B2+ C1=S2, Cn=C2。 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖 CP 到 來后, So 存入累加和移位寄存器的最高位, Co 存入進(jìn)位觸發(fā)器 D端,且兩個(gè)移位寄存器中的內(nèi)容都向右移動(dòng)一位。再設(shè)進(jìn)位觸發(fā)器 D 已被清零。 圖 113 是由二個(gè)右向移位寄存器、一個(gè)全加器和一個(gè)進(jìn)位觸發(fā)器組成的串行累加器。圖 112 電路可以由各個(gè)輸出端輸出在時(shí)間上有先后順序的脈沖,因此也可作為順序脈沖發(fā)生器。本實(shí)驗(yàn)研究移位寄存器用作環(huán)形計(jì)數(shù)器和串行累加器的線路及其原理。 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。 Q3Q2Q1QO=D3D2D1DO 此時(shí)串行數(shù)據(jù)( SR、 SL)被禁止。 S SO 和 CR 端的控制作用如表 111 所示。 圖 111 74LS194 的邏輯符號(hào)及引腳排列 其中 D D D DO 為并行輸入端; Q Q Q QO 為并行輸出端; SR 為右移串行輸入端, SL 為左移串行輸入端; S SO 為操作模式控制端; CR 為直接無條件清零端; CP 為時(shí)鐘脈沖輸入端。根據(jù)移位寄存器存取信息的方式不同分為:串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四種形式。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 14 實(shí)驗(yàn) 十一 移位寄存器及其應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.掌握中規(guī)模 4 位雙向移位寄存器邏輯功能及使用方法 2.熟悉移位寄存器的應(yīng)用 — 構(gòu)成串行累加和環(huán)形計(jì)數(shù)器 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.移位寄存器是一個(gè)具有移位功能的寄存器,是指寄存器中所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。 7.設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘移位 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 5. 選圖 103( b)、( c)、( d)中任一電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄之。 3.用兩片 74LS192 組成兩位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,輸入 1HZ 連續(xù)計(jì)數(shù)脈沖,進(jìn)行由 00— 99 累加計(jì)數(shù),記錄之。 ( 4)減計(jì)數(shù) CR=0, LD=CPu=1, CPD 接單次脈沖源。 ( 3)加計(jì)數(shù) CR=0, LD=CPD=1, CPu 接單次脈沖源。 ( 1)清除 令 CR=1,其它輸入為任意態(tài),這時(shí) Q3Q2Q1QO=0000,譯碼數(shù)字顯示為 0。 計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖源提供,清零端、置數(shù)端 LD、數(shù)據(jù)輸入端 D D D DO 分別接邏 輯開關(guān),輸出端 Q Q Q QO 接實(shí)驗(yàn)設(shè)備的一個(gè)譯碼顯示輸入的相應(yīng)插口 A、 B、C、 D; CO 和 BO 接邏輯電平顯示插口。 ( 5)將圖 101 電路中的低位觸發(fā)器的 Q 端與高一位的 CP 端相連接,構(gòu)成減法計(jì)數(shù)器,按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2), 3), 4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察并列表記錄 Q3~ QO 的狀態(tài)。 ( 3)將單次脈沖改為 1HZ 的連續(xù)脈沖,觀察 Q3~ QO 的狀態(tài)。 ( 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。如圖所示,當(dāng)計(jì)數(shù)到 13 時(shí),通過與非門產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào),使 74LS192( 2)[時(shí)十位]直接置成 0000,而 74LS192( 1),即時(shí)的個(gè)位直接置成 0001,從而實(shí)現(xiàn)了 112 計(jì)數(shù)。 圖 106 是一個(gè)特殊 12 進(jìn)制的計(jì) 數(shù)器電路方案。 ( 2)利用預(yù)置功能獲 M 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖 105 為用三個(gè) 74LS192 組成的 421 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 ( a) ( b) ( c) ( d) 圖 103 同步計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)方案 4.實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù) ( 1)用復(fù)位法獲得任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器 假定已有 N 進(jìn)制 計(jì)數(shù)器,而需要得到一個(gè) M 進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí),只要 M< N,用復(fù)位法使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 M 時(shí)置“ 0”,即獲得 M 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。圖( b)是由 CC40160 利用進(jìn)位輸出 QCC 控制高一位的狀態(tài)控制端 S S2 的級(jí)聯(lián)圖。 同步計(jì)數(shù)器往往設(shè)有進(jìn)位(或借位)輸出端,故可選用其進(jìn)位(或借位)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)下一級(jí)計(jì)數(shù)器。執(zhí)行減計(jì)數(shù)時(shí),加計(jì)數(shù)端 CPu 接高電平,計(jì)數(shù)脈沖由減計(jì)數(shù)端 CPD 輸入,表 102 為 8421 碼十進(jìn)制加、減計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。 當(dāng) CR 為低電平, LD 為高電平時(shí),執(zhí) 行計(jì)數(shù)功能。 表 101 輸 入 輸 出 CR LD CPu CPD D3 D2 D1 DO Q3 Q2 Q1 QO 1 0 0 0 0 0 0 d c b a d c b a 0 1 ↑ 1 加 計(jì) 數(shù) 0 1 1 ↑ 減 計(jì) 數(shù) 74LS192(同 CC40192,二者可互換使用)的功能如表 101 所示,說明如下 當(dāng)清除端 CR 為高電平“ 1”時(shí),計(jì)數(shù)器直接清零; CR 置低電平則執(zhí)行其它功能。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 9 圖 101 四位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器 2.中規(guī)模十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS192 是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器,具有 雙時(shí)鐘輸入,并具有清除和置數(shù)等功能,其引腳排列及邏輯符號(hào)如圖 102 所示。 1.用 D 觸發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制加 /減計(jì)數(shù)器
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