【正文】 個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只能表示 0～ 9 十個(gè)數(shù)，為了擴(kuò)大計(jì)數(shù)器范圍，常用多個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)使用。 圖 103（ a）是由 74LS192 利用進(jìn)位輸出 CO 控制高一位 CPu 端構(gòu)成的加計(jì)數(shù)級(jí)聯(lián)圖。圖（ c）和（ d）是由 CC4510 利用行波進(jìn)位法和用 CO 控制 Ci 的級(jí)聯(lián)圖。如圖 104 所示為一個(gè)由 74LS192十進(jìn)制計(jì)數(shù)器接成的 6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 11 圖 104 六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖 105 421 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 外加的由與非門構(gòu)成的鎖存器可以克服器件計(jì)數(shù)速度的離散性，保證在反饋置“ 0”信號(hào)作用下計(jì)數(shù)器可靠置“ 0”。在數(shù)字鐘里，對(duì)時(shí)位的計(jì)數(shù)序列是 1，2，? 11， 12， 1，?是 12 進(jìn)制的，且無 0 數(shù)。 圖 106 特殊 12 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 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 5．邏輯電平開關(guān) 6． 01 指示器 7．譯碼顯示器 8． 74LS74 2（ CC4013） 74LS192 3（ CC40192） 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 12 CC40160 2 CC4510 2 74LS00（ CC4011） 74LS20（ CC4012） 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．用 74LS74 或 CC4013 D 觸發(fā)器構(gòu)成 4 位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器。 （ 2）清零后，逐個(gè)送入單次脈 沖，觀察并列表記錄 Q3～ QO 狀態(tài)。 （ 4）將 1HZ 的連續(xù)脈沖改為 1KHZ，用雙蹤示波器觀察 CP、 Q Q Q QO 端波形，描繪之。 2．測試 74LS192 或 CC40192 同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器的邏輯功能。按表 101 逐項(xiàng)測試并判斷該集成塊的功能是否正常。清除功能完成后，置 CR=0 （ 2）置數(shù) CR=0， CPu， CPD 任意，數(shù)據(jù)輸入端輸入任意一組二進(jìn)制數(shù)，令 LD=1，觀察計(jì)數(shù)譯碼顯示輸出，予置功能是否完成，此后置 LD=1。清零后送 入 10 個(gè)單次脈沖，觀察輸出狀態(tài)變化是否發(fā)生在 CPu 的上升沿。參照 3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 4．將兩位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器改為兩位十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)由 99— 00 遞減計(jì)數(shù)，記錄之。 6．按圖 105，或圖 106 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 13 表 103 C40160 功能表 輸 入 輸 出 CP Cr LD S1 S2 D3 D2 D1 DO Q3 Q2 Q1 QO 0 0 0 0 0 ↑ 1 0 d3 d2 d1 dO d3 d2 d1 dO 1 1 0 保 持 1 1 0 保 持 ↑ 1 1 1 1 計(jì) 數(shù) 表 104 CC4510 功能表 CP Ci U/D PE R 功 能 1 0 0 不計(jì)數(shù) 0 1 0 0 加計(jì)數(shù) 0 0 0 0 減計(jì)數(shù) 1 0 置 數(shù) 1 復(fù) 位 五、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 1．復(fù)習(xí)有關(guān)計(jì)靈敏器部分內(nèi)容 2．繪出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的詳細(xì)線路圖 3．?dāng)M出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的測試記錄表格 4．查手冊(cè)，給出并熟悉實(shí)驗(yàn)所用各集成塊的引腳排列圖 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．畫出實(shí)驗(yàn)線路圖，記錄、整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)所得的有關(guān)波形。 2．總結(jié)使用集成計(jì)數(shù)器的體會(huì)。既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器，只需要改變左、右移的控制信號(hào)便可實(shí)現(xiàn)雙向移位要求。 本實(shí)驗(yàn)選用的 4 位雙向通用移位寄存器，型號(hào)為 74LS194 或 CC40194，兩者功能相同，可互換使用，其邏輯符號(hào)及引腳排列如圖 111 所示。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 15 74LS194 有 5 種不同操作模式：即并行送數(shù)寄存，右移（方向由 Q3→ QO），左移（方向由 QO→ Q3），保持及清零。 表 111 CP CR S1 SO 功能 Q3 Q2 Q1 QO 0 清除 CR=0，使 Q3Q2Q1QO=0000， 寄存器正常工作時(shí)， CR=1 ↑ 1 1 1 送數(shù) CP 上升沿作用后，并行輸入數(shù)據(jù) 送入寄存器。 ↑ 1 0 1 右移 串行數(shù)據(jù)送至右移輸入端 SR， CP 上 升沿進(jìn)行右移。 Q3Q2Q1QO= Q2Q1QODSL ↑ 1 0 0 保持 CP 作用后寄存器內(nèi)部保持不變 Q3Q2Q1QO = nOnnn 123 ↓ 1 保持 Q3Q2Q1QO = nOnnn 123 2．移位寄存器應(yīng)用很廣，可構(gòu)成移位寄存器型計(jì)數(shù)器；順序脈沖發(fā)生器；串行累加器；可用作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，或把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)等。 （ 1）環(huán)形計(jì)數(shù)器：把移位寄存 器的輸出反饋到它的串行輸入端，就可以進(jìn)行循環(huán)移位，如圖 112 所示，把輸出端 QO 和右移串行輸入端 SR 相連接，設(shè)初始狀態(tài) Q3Q2Q1QO=1000，則在時(shí)鐘脈沖作用下 Q3Q2Q1QO 將依次變?yōu)?0100→ 0010→ 0001→ 1000→??，可見它是一個(gè)具有四個(gè)有效狀態(tài)的計(jì)數(shù)器，這種類型的計(jì)數(shù)器通常稱為環(huán)形計(jì)數(shù)器。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 16 圖 112 （ 2）串行累加器 累加器是由移位寄存器和全加 器組成的一種求和電路，它的功能是將本身寄存的數(shù)和另一個(gè)輸入的數(shù)相加，并存放在累加器中。 圖 113 串行累加器結(jié)構(gòu)框圖 設(shè)開始時(shí)，被加數(shù) A=AN－ 1? AO 和加數(shù) B=BN－ 1? BO 已分別存入 N+1 位累加數(shù)移位寄存器和加數(shù)移位寄存器。 在第一個(gè) CP 脈沖到來之前，全加器各輸入、輸出端的情況為： An=Ao， Bn=Bo， Cn－1=0， Sn=Ao+Bo+0=So， Cn=Co。全加器輸出為 Sn=A1+B1+ Co= S1， Cn=C1。 如此順序進(jìn)行，到第 N+1 個(gè) CP 時(shí)鐘脈沖后，不僅原先存入兩個(gè)移位寄存器中的數(shù)已被全部移出，且 A、 B 兩個(gè)數(shù)相加的和及最后的進(jìn)位 Cn－ 1 也被全部存入累加和移位 寄存器中。 中規(guī)模集成移位寄存器，其位數(shù)往往以 4 位居多，當(dāng)需要的位數(shù)多于 4 位時(shí)，可把幾塊移位寄存器用級(jí)連的方法來擴(kuò)展位數(shù)。 CP 端接單次脈沖源輸出插口。 (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(shí)寄存器輸出 Q Q Q QO 應(yīng)均為0。 （ 2）送放：令 CR=S1=SO=1，送入任意 4 位二進(jìn)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。 （ 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(jìn)制數(shù)碼如 1111，連續(xù)加四個(gè) CP 脈沖，觀察輸出端情況，記錄之。 2．循環(huán)移位 將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1接線參照?qǐng)D 112進(jìn)行改接。 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 18 3．累加運(yùn)算 按圖 115 連接實(shí)驗(yàn)電路。兩寄存器的輸出端接至 LED 邏輯電平顯示輸入插口。 （ 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。連續(xù)輸入 4 個(gè) CP 脈沖，觀察兩個(gè)寄存器輸出狀態(tài)變化，記入表 114 中。 2．查閱 74LS19 74LS18 74LS74 邏輯線路。 3．在對(duì) 74LS194 進(jìn)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(jìn)行操作 ？ 5．若進(jìn)行循環(huán)左移，圖 114 接線應(yīng)如何改接？ 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．分析表 112 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)移位寄存器 74LS194 的邏輯功能并寫入表格功能總結(jié)一欄中。 3．分析累加運(yùn)算所得結(jié)果的正確性。 2．學(xué)習(xí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的環(huán)形脈沖分配器的組成方法。 CP端上的系列脈沖經(jīng) N 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和相應(yīng)的譯碼器，可以轉(zhuǎn)變?yōu)?2N 路順序輸出脈沖。 圖 121 脈沖分配器的組成 2．集成時(shí)序脈沖分配器 CC4017 和 CC4022 CC4017 是按 BCD 計(jì)數(shù) /時(shí)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。 CC4017 的輸出波形如圖 123 所示。圖 124 所示為由兩片 CC4017 組成的 60 分頻的電路。 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(shù)論壇 電子發(fā)燒友 24 圖 125 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路 A、 B、 C 分別表示步進(jìn)電機(jī)的三相繞組。即 要求步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，控制端 X=1，使電機(jī)三相繞組的通電順序?yàn)? A→ AB→ B→ BC→ C→ CA ↑ 要求步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，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(gè) JK觸發(fā)器構(gòu)成。通常應(yīng)加有正轉(zhuǎn)脈沖輸入控制和反轉(zhuǎn)脈沖控制端。 CP 接單次脈沖源， 0～ 9 十個(gè)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(guān)。 （ 2）． CP 改接為 1HZ 連續(xù)脈沖，觀察記錄輸出狀態(tài)。 3．參照?qǐng)D 126 的線路，設(shè)計(jì)一個(gè)可逆運(yùn)行的三相六拍環(huán)形分配器線路，并自擬實(shí)驗(yàn)觀察方 案。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1．畫出完整的實(shí)驗(yàn)線路 2．總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 電子技術(shù)論壇 電子發(fā)燒友 26 實(shí)驗(yàn)十三 使用門電路產(chǎn)生脈沖信號(hào) —— 自激多皆振蕩器 —— 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．掌握使用門電路構(gòu)成脈沖信號(hào)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(shí)元件數(shù)值的計(jì)算方法 3．學(xué)習(xí)石英晶體穩(wěn)頻原理和使用石英晶體構(gòu)成振蕩器的方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．利用與非門 組成脈沖信號(hào)發(fā)生電路 與非門作為一個(gè)開關(guān)倒相器件，可用以構(gòu)成各種脈沖波形的產(chǎn)生電路。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。輸出脈沖寬度（ TTL 與非門） tw1=RC tw1= T= 調(diào)節(jié) R 和 C 值，可改變輸出信號(hào)的振蕩頻率，通常用改變 C 實(shí)現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào)，改變電位器 R 實(shí)現(xiàn)輸 出頻率的細(xì)調(diào)。改變 R 和 C 的值，可以改變輸出振蕩頻率。 一般取 R＜ 1KΩ，當(dāng) R=1KΩ， C=100pf～ 100μ f 時(shí)， 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。電路利用電容 C 的充放電過程，控制 D 點(diǎn)電壓 VD，從而控制與非門的自動(dòng)啟閉，形成多諧振蕩，電容 C 的充電時(shí)間 tw放電時(shí)間 tw2 和總的振蕩周期 T 分別為 tw1≈ ， tw2≈ ， T≈ 調(diào)節(jié) R 和 C 的大小可改變電路輸出的振蕩頻率。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。 5．石英晶體箢頻的多諧振蕩器 當(dāng)要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時(shí)，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿足要求。用石英晶體與門電路構(gòu)成的多諧振蕩器常用來為微型計(jì)算機(jī)等提供時(shí)鐘信號(hào)。（ 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。 （ a） fo=幾 MHZ～幾十 MHZ （ b） fo=100KHZ（ 5 KHZ～ 30 MHZ） 電子技術(shù)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。 R 起穩(wěn)