【正文】 芯片的計數(shù)操作。 進(jìn)位信號 TC 只有當(dāng) CET = 1 且 Q3 Q2 Q1 Q0 = 1111 時， TC 才為 1，表明下一個時鐘脈沖上升沿到來將會有進(jìn)位發(fā)生。當(dāng)清零信號 = 0 時，各觸發(fā)器置 = 1 時，若 = 0，在下一個時鐘脈沖上升沿到來后，各觸發(fā)器的輸出狀態(tài) 與預(yù)置的輸入數(shù)據(jù)相同。圖中從預(yù)置的 1100 開始計數(shù)，直到 CET 此后處于禁止計數(shù)的保持狀態(tài)： Q3 Q2 Q1 Q0 = 0010。這種譯碼器可稱為唯一地址 譯碼器，它常用于計算機(jī)中對存儲器單元地址譯碼，即將每一個地址代碼轉(zhuǎn)換成另一個 有效信號，從而選中相應(yīng)的單元。本設(shè)計使用的 74LS138 屬于二進(jìn)制唯一地址譯碼器。 圖 8 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 10 該譯碼器有 3 位二進(jìn)制輸入 A A A0，它們共有 8 種狀態(tài)組合，即可譯出 8 個輸出信號 — ,輸出為低電平有效。 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 11 芯片 74LS00 、 74LS 74LS20 74LS00 二輸入端四與非門 邏輯表達(dá)式 74LS10 三輸入端三與非門 邏輯表達(dá)式 74LS20 四輸入端二與非門 邏輯表達(dá)式 引腳排列圖 9 如下： 圖 9 芯片引腳圖 脈沖信號源 脈沖信號是一種離散信號，形狀多種多樣，與普通模擬信號（如 正弦波 ）相比，波形之間在時間 軸不連續(xù)（波形與波形之間有明顯的間隔 ）但具有一定的周期性是它的特點(diǎn)。脈沖信號可以用來表示信息，也可以用來作為載波，還可以作為各種數(shù)字電路、高性能芯片的時鐘信號。由于 555 定時器內(nèi)部的比較器靈敏度高、驅(qū)動電流大、功能靈活，而且采用差分方式，用 555 定時器組成多諧振蕩器的振蕩頻 率受電源電壓和溫度變化影響很小。 工作原理 用 555 定時器組成多諧振蕩器如下圖 10 所示。 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 12 當(dāng) Vc 下降到 時， V0 翻轉(zhuǎn)為高電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到一個周期性的矩形波。 其振蕩頻率為 。圖中， Vcc 通過 Ra、 D1向 C充電，充電時間為： 電容器 C 通過 D Rb 及 555 中的三極管 T 放電，放電時間為： 電路輸出的波形 占空比為： q（ %） =Ra*100% /（ Ra + Rb） 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 13 圖 11 占空比可調(diào)的方波發(fā)生器 七進(jìn)制計數(shù)器 圖 12 本設(shè)計電路中的七進(jìn)制計數(shù)器 芯片 74LS160 的 CP 端接入由 555 定時器組成多諧振蕩器 的輸出端，由此來接收脈沖信號。并不能立即清零，而是要等第 7 個脈沖上沿到來后，計數(shù)器被置成 0000， 狀態(tài)圖（圖 13）如下， 從而才能實(shí)現(xiàn)彩燈七種變化， 根據(jù)彩燈輸出順序 000 到 110 依次為 全滅 、紅、紅綠、綠、黃綠、黃、全亮 。 譯碼器 74LS138 的輸入端 A、 B、 C接上單元的 74LS160 的輸出端，對上單元的輸出 000~110 數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，再由輸出 端 — 通過簡單邏輯電路三輸入與非門和四輸入與非門來控制彩燈的明暗。測得平均的頻率 f≈25Hz 。 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 16 圖 15. 脈沖信號發(fā)生器波形圖 循環(huán)計數(shù)器的仿真 圖 15. 循環(huán)計數(shù)器仿真波形 彩燈的輸出仿真 圖 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 17 調(diào)試與結(jié)果 檢查電路圖無誤后，可接通電源以模擬循 環(huán)過程。只要 紅黃綠等全 亮， 從而使計數(shù)器 置零 ，發(fā)光二極管燈亮順序?yàn)?全滅 、紅、紅綠、綠、黃綠、黃、全亮 的規(guī)律變化 。 接入電阻 增大時，燈 變化的速度應(yīng)加快。 在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，當(dāng)時設(shè)計時考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多“特長線”。當(dāng)時已經(jīng)布線不少，不可能重新開始，再三權(quán)衡，最后只移動了一個芯片，問題就得到了很大改善。調(diào)試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測試，就遇了實(shí)驗(yàn)板上有插孔不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。對于高阻導(dǎo)線則只能換掉。如：時鐘信號電路的信號是否正常產(chǎn)生，控制信號電路中的計數(shù)器能否正常計數(shù)，最后在整體上測試一遍。在排除其它可能的情況下，我仔細(xì)檢查各端子的連接情況，發(fā)現(xiàn)清“ 0”端在清“ 0”后懸空了。 常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院課程設(shè)計 共 頁 ，第 頁 18 總結(jié)語 課程設(shè)計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。靜下心來，仔細(xì)分析題目，再加上指導(dǎo)老師的說明與提示，心中才有了譜。 在設(shè)計過程中，既有用過的芯片，又有沒用過的，只能自己查表，分析功能。最后調(diào)試階段，哪怕一個小小的錯誤也會使結(jié)果出不來。結(jié)果終于出來了，又發(fā)現(xiàn)有的地方還應(yīng)改進(jìn)。 在調(diào)試過程中，故障是不可避免的，或者正如老師所說 沒有故障反而還不正常。對于一個復(fù)雜的系統(tǒng)來說，要在大量的元器件和線路中迅速，準(zhǔn)確地找出故障是見很不容易的事。 通過電子線路課程設(shè)計，我了解了電子產(chǎn)品設(shè)計的一般過程，掌握電子線 路設(shè)計的基礎(chǔ)方法和一般過程，能用仿真軟件對電子線路進(jìn)行仿真設(shè)計 ，掌握了電子電路調(diào)試的方法，能獨(dú)立解決設(shè)計與調(diào)試過程中出現(xiàn)的一般問題，能正確選用元器件與材料，能對所設(shè)計電路的指標(biāo)和性能進(jìn)行測試并提出改進(jìn)意見，能查閱各種有關(guān)手冊和正確編寫設(shè)計報告 。既鞏固了課堂上學(xué)到的理論知識，又掌握了常用集成電路芯片的使用。同時，也培養(yǎng)了我認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?