【正文】 2Vcc/3Vcc/3低導(dǎo)通高2Vcc/3Vcc/3不變不變高2Vcc/3Vcc/3高關(guān)斷高2Vcc/3Vcc/3高關(guān)斷二、555定時(shí)器組成的多諧振蕩器555定時(shí)器外接一個(gè)電容充放電電路即可構(gòu)成一個(gè)無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，在3端產(chǎn)生方波信號(hào)，且頻率可調(diào)。 集成555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器在555定時(shí)器的電源8端和接地1端之間從上到下串接電阻RR2和電容C1。把555定時(shí)器的6端和2端連在一起，再接到電容C1上端，即兩個(gè)比較器的外部輸入電壓都取為電容C1上的變化量，再與各自的固定電壓2Vcc/3和Vcc/3比較，觸發(fā)鎖存器，使三極管飽和導(dǎo)通。因7端接在R1上方，此時(shí)相當(dāng)于接地，C1通過(guò)R1放電。然后RR2和C1回路再充電，反復(fù)進(jìn)行的結(jié)果，將導(dǎo)致3端輸出方波。555定時(shí)器接成多諧振蕩器時(shí)的頻率計(jì)算公式為其中。 多諧振蕩器示波器的波形三、555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)電路555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)電路時(shí)，通過(guò)外部觸發(fā)可產(chǎn)生單脈沖，且脈沖寬度Tw可通過(guò)下面式子計(jì)算。 集成555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路 集成555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路示波器波形。其中R1和按鍵組成一個(gè)負(fù)脈沖發(fā)生器，操作時(shí)動(dòng)作盡量快，這個(gè)時(shí)間要遠(yuǎn)小于Tw的寬度才能觀察到效果。，其中上方的正脈沖為單穩(wěn)態(tài)電路的輸出，下方為觸發(fā)脈沖。四、555定時(shí)器應(yīng)用 交替閃爍仿真圖實(shí)踐九 四路彩燈一、設(shè)計(jì)要求，分別實(shí)現(xiàn)三個(gè)過(guò)程，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)共12秒；，共閃4下，共4秒；，共4秒；。二、題目分析與設(shè)計(jì)1. 核心器件74LS194簡(jiǎn)介 74LS194的引腳四位雙向通用移位寄存器74LS194，正常工作時(shí)應(yīng)該接高電平；CLK為時(shí)鐘信號(hào)，上升沿到來(lái)時(shí)有效。74LS194有四種工作方式，分別由S1S0組成的兩位二進(jìn)制數(shù)來(lái)控制。 74LS194有四種工作方式S1S0數(shù)據(jù)輸入輸出Q0~Q300保持不變01SR右移10SL左移11D0~D3并行輸出。 74LS194的功能表輸 入輸 出功 能時(shí)鐘復(fù)位控制串入并入00000清零↑11 1 置數(shù)↑11 0D 左移↑10 1 D右移↑10 0 保持此題應(yīng)把四路彩燈接在74LS194的Q0~Q3上，SR接高電平，SL接低電平，而D0~D3接周期為1秒的方波信號(hào)。下面關(guān)鍵是時(shí)鐘和方式控制S1S0的信號(hào)如何實(shí)現(xiàn)才能滿足題目的要求。三個(gè)過(guò)程每個(gè)4秒，加起來(lái)正好12秒。所以先設(shè)計(jì)周期為1秒的矩形波信號(hào)。即正確的時(shí)鐘信號(hào)在整個(gè)12秒時(shí)間應(yīng)該是前8秒為1Hz的頻率，后4秒變?yōu)?Hz的頻率，可以用555定時(shí)器產(chǎn)生2Hz的方波信號(hào)，再用D觸發(fā)器分頻產(chǎn)生1Hz的方波信號(hào)。 用555產(chǎn)生的2Hz及1Hz方波信號(hào)2. 方式控制S1S0的信號(hào)四種工作方式中剔除第一種S1S0為00的情況，那么S1S0應(yīng)按011的順序循環(huán)，可設(shè)計(jì)一個(gè)同步計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘周期為4秒，共三個(gè)狀態(tài)。用D觸發(fā)器來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)同步三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘周期為4秒。設(shè)計(jì)步驟如下：（1）列狀態(tài)真值表設(shè)S1S0對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器輸出分別為Q1Q0。00011010111101（2）求狀態(tài)方程 （3）求驅(qū)動(dòng)方程 （4）電路實(shí)現(xiàn) 產(chǎn)生S1S0的三進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程，注意圖中兩個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘連接在一起接周期為4秒的時(shí)鐘信號(hào)。這部分也可以直接用集成計(jì)數(shù)器來(lái)完成。三、仿真 四路彩燈的仿真圖根據(jù)以上分析，其中省去了555及二分頻電路，本題直接用時(shí)鐘脈沖源進(jìn)行仿真。另外，圖中所有D觸發(fā)器的異步輸入端在實(shí)際電路連接時(shí)最好接高電平。四、擴(kuò)展電路下面為八路彩燈的實(shí)現(xiàn)方法。八個(gè)燈從上到下依次點(diǎn)亮，各一秒，共8秒；接下來(lái)八個(gè)燈從下到上依次熄滅，各一秒，共8秒。 八路彩燈的仿真圖計(jì)數(shù)器74LS190是一個(gè)中規(guī)模集成、十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，通過(guò)或門把它接成一個(gè)模三的計(jì)數(shù)器，即當(dāng)輸出為0100時(shí)，裝入數(shù)據(jù)0001，構(gòu)成循環(huán)0001→0010→0011→0001。74LS190的Q1Q0輸出作為兩片74LS194的移位方式控制信號(hào)S1S0，把兩片74LS194的S1和S0分別并起來(lái)后再接這兩信號(hào)。圖中74LS190接成加計(jì)數(shù)的形式。再看兩片74LS194是如何連接的。首先把兩個(gè)芯片的時(shí)鐘并在一起，接成同步時(shí)序電路。接著把兩個(gè)芯片的并行數(shù)據(jù)輸入端D3D2D1D0全部連接在一起外接一個(gè)周期為一秒的方波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)八個(gè)燈依次亮依次滅。實(shí)踐十 八路搶答器一、設(shè)計(jì)要求“開(kāi)始”按鈕，同時(shí)喇叭發(fā)出“滴”的一聲，八路搶答開(kāi)始；~8，一次只能有一人搶答成功；，發(fā)光二極管立即點(diǎn)亮，并在數(shù)碼管上顯示該路的號(hào)數(shù)，直到主持人按復(fù)位開(kāi)關(guān)為止，其他人再搶答無(wú)效；“復(fù)位”按鈕后，必須下次重新?lián)尠浮伴_(kāi)始”按鈕才能繼續(xù)搶答。二、核心器件74LS148簡(jiǎn)介 74LS148的引腳圖搶答器的輸入為八路搶答器按鈕及主持人控制的搶答開(kāi)始和清零兩個(gè)按鈕。搶答器的輸出有一個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)數(shù)碼管和一個(gè)蜂鳴器。因?yàn)橐寻寺返拈_(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的數(shù)字來(lái)顯示，而顯示譯碼器接收的是BCD碼，所以用到83線編碼器。而74LS148是一個(gè)中規(guī)模且具有優(yōu)先編碼權(quán)限的集成器件，它的優(yōu)先權(quán)按輸入端編號(hào)從高到低。EI是使能端，低電平有效。EO和GS都為輸出，且相反。當(dāng)EI有效，且正常編碼時(shí)，即八個(gè)輸入中有任一個(gè)輸入有效，則EO為高電平，GS為低電平；如果沒(méi)有一路輸入為低電平，則EO為低電平，GS為高電平。這兩個(gè)引腳通常用于芯片的擴(kuò)展。輸入編號(hào)為7的優(yōu)先權(quán)最高。當(dāng)EI有效時(shí)。 74LS148的輸入輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系輸入輸出7有效0006有效0015有效0104有效0113有效1002有效1011有效1100有效111三、題目分析與設(shè)計(jì)因?yàn)榫幋a器是組合邏輯電路，信號(hào)不能保持，一旦某一路的搶答按鈕搶答結(jié)束，輸出編碼也就不復(fù)存在了，數(shù)字無(wú)法持續(xù)顯示，所以必須使用鎖存器電路，對(duì)74LS148的輸出進(jìn)行取反的同時(shí)并鎖存，直到復(fù)位信號(hào)到來(lái)。 八路搶答器的完整電路由八路電阻與按鈕串聯(lián)接在電源和地之間，中間點(diǎn)引出接到優(yōu)先編碼器74LS148的八個(gè)輸入端，S1~S7分別接到輸入1~7，而S8接到輸入0上，當(dāng)S8動(dòng)作時(shí)顯示“8”。六個(gè)D觸發(fā)器用來(lái)鎖存信號(hào)，只使用異步輸入端，相當(dāng)于低電平輸入有效的RS鎖存器。中間三個(gè)D觸發(fā)器的異步置位S端接編碼器的三個(gè)輸出，經(jīng)過(guò)反相保持后接到顯示譯碼器的輸入端。異步清零端R都接到另一個(gè)D觸發(fā)器U4：B的端，由復(fù)位按鈕來(lái)控制。輸入S8按鈕接到了74LS148的輸入0上，而它的優(yōu)先權(quán)是最低的，也就是只要沒(méi)有其他輸入有效就會(huì)遍0的編碼，造成次開(kāi)關(guān)按下或不按下都顯示0。我們可以直接把這S8經(jīng)鎖存器U4：A接到74LS47顯示譯碼器的測(cè)燈輸入端LT（低電平有效），只要S8按下就顯示8，這樣S8的優(yōu)先權(quán)就變成最高的了。而8位搶答者之間是沒(méi)有優(yōu)先權(quán)之分的，所以，無(wú)論誰(shuí)先搶答，此時(shí)都會(huì)使74LS148的GS信號(hào)為高電平，把此信號(hào)經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器U7：A鎖存再與置位、復(fù)位信號(hào)U4：B相或產(chǎn)生74LS148的使能信號(hào)。當(dāng)“開(kāi)始”按下后，U4：B異步置位。此信號(hào)作為U7：A的時(shí)鐘時(shí)鐘使其輸出高電平與U4：B的輸出相或，來(lái)封鎖74LS148的使能信號(hào)EI，達(dá)到S1~S8中任一開(kāi)關(guān)按下后其他開(kāi)關(guān)不起作用。復(fù)位電路分別由兩個(gè)電阻串兩個(gè)按鈕以及一個(gè)D觸發(fā)器U4：B組成。按下“復(fù)位”按鈕，使U4：B的異步置位端S有效，端為低電平，：A全清零。這時(shí)顯示譯碼器接收到輸入為0的信號(hào)，而從U4：A的Q端送來(lái)的低電平信號(hào)接在74LS47的滅零輸入端RBI，即當(dāng)輸入ABCD皆為低而5端又為低時(shí)，輸出什么也不顯示?！皬?fù)位”按后，由于處于滅零顯示狀態(tài)，使EI為高電平，故搶答不起作用。只有“開(kāi)始”按鈕按后才起作用。顯示部分電路一是數(shù)碼管顯示，二是發(fā)光二極管顯示。數(shù)碼管顯示主要注意兩點(diǎn)：（1）顯示8時(shí)使用側(cè)燈輸入端LT為低來(lái)實(shí)現(xiàn)，而該顯示0時(shí)采用滅零輸入端RGI為低來(lái)轉(zhuǎn)換（RBO為輸出端不要接任何線）。（2）復(fù)位時(shí)采用滅零顯示。即開(kāi)始搶答前，如沒(méi)有搶答，數(shù)碼管不顯示，復(fù)位后也不顯示。發(fā)光二極管的顯示比較簡(jiǎn)單，只要有搶答就會(huì)亮，直到復(fù)位。它應(yīng)是兩部分信號(hào)的或邏輯產(chǎn)生的高電平來(lái)點(diǎn)亮發(fā)光二極管。一是S8搶答有效，二是S1~S7搶答有效。當(dāng)S8搶答時(shí)，U2：A的端輸出低電平與74LS148的使能信號(hào)EI相或后給74LS47的測(cè)燈輸入，使數(shù)碼管各段全部點(diǎn)亮顯示8，而U2：A的Q端輸出為高，我們引入到或門；當(dāng)S1~S7搶答時(shí)，U4：A的Q送給74LS47的滅零輸入端RBI的是高電平，不允許滅零，把它也引入到或門。故當(dāng)八路有任一璐搶答時(shí)，或門U5：A輸出高電平驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管亮?！皬?fù)位”按鈕一作用，各D觸發(fā)器改變狀態(tài)，或門的兩個(gè)輸入都變成低電平，發(fā)光管熄滅，同時(shí)把74LS148的使能信號(hào)EI高電平解除。要求，開(kāi)始按鈕一按下，發(fā)出一聲短促的“滴”聲?？紤]用555組成單穩(wěn)態(tài)電路，產(chǎn)生一個(gè)定寬度的正脈沖，輸出驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。實(shí)踐十一 數(shù)字鐘一、設(shè)計(jì)要求、分、時(shí)，且為24小時(shí)制；；，且四高一低。二、核心器件74LS90簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)核心是計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的選擇很多，常用的有同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC160以及異步二、五、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90。 74LS90引腳圖74LS90內(nèi)部是由兩部分電路組成的。一部分是由時(shí)鐘CKA與一位觸發(fā)器Q0組成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可計(jì)一位二進(jìn)制數(shù)；另外一部分是由時(shí)鐘CKB與三個(gè)觸發(fā)器QQQ3組成的五進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，可計(jì)五個(gè)數(shù)000~100。如果把Q0和CKB連接起來(lái)，CKB從Q0取信號(hào)，外部時(shí)鐘信號(hào)接到CKA上，那么由時(shí)鐘CKA和Q0、QQQ3組成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。R0（1）和R0（2）是異步清零端，兩個(gè)同時(shí)為高電平有效；R9（1）和R9（2）是置9端，兩個(gè)同時(shí)為高電平時(shí)，Q3Q2Q1Q0=1001；正常計(jì)數(shù)時(shí)，必須保證R0（1）和R0（2）中至少一個(gè)接低電平，R9（1）和R9（2）中至少一個(gè)接低電平。 74LS90的功能表R0（1） R1（2） R9(1) R9(2)Q3Q2Q1Q01 1 0 0 0 0 01 1 00 0 0 00 1 11 0 0 1 0 1 11 0 0 10 0計(jì)數(shù)0 0 0 0 0 0 本題每個(gè)74LS90都應(yīng)首先接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 74LS90接成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器三、分步設(shè)計(jì)與仿真計(jì)時(shí)電路共分三部分：計(jì)秒、計(jì)分和計(jì)時(shí)。其中計(jì)秒和計(jì)分都是60進(jìn)制，而計(jì)時(shí)為24進(jìn)制。難點(diǎn)在于三者之間進(jìn)位信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。（1）計(jì)秒、計(jì)分電路個(gè)位向十位的進(jìn)位實(shí)現(xiàn)。用兩片74LS90異步計(jì)數(shù)器接成一個(gè)異步的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。個(gè)位時(shí)鐘為1Hz方波來(lái)計(jì)秒，十位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)需要從個(gè)位計(jì)數(shù)器來(lái)提供。進(jìn)位信號(hào)的要求是在十個(gè)秒脈沖中只產(chǎn)生一個(gè)下降沿，且與第十秒的下降沿對(duì)齊。只能從個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸出端來(lái)提供，不可能從其輸入端來(lái)找。而計(jì)數(shù)器的輸出端只有Q0、QQQ3四個(gè)信號(hào)，要么是其中一個(gè)，要么是它們之間的邏輯運(yùn)算結(jié)果。由于74LS90是在時(shí)鐘的下降沿到來(lái)時(shí)計(jì)數(shù)，所以Q3正好符合要求，在十秒之內(nèi)只給出一個(gè)下降沿，且與第十秒的下降沿對(duì)齊。Q2雖然也只產(chǎn)生一個(gè)下降沿，但產(chǎn)生的時(shí)刻不對(duì)。所以，把個(gè)位的Q3（11端）連接到十位的CKA（14端）上。六十進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)計(jì)秒到59時(shí)，希望回00。此時(shí)個(gè)位正好是計(jì)滿十個(gè)數(shù)，不用清零即可自動(dòng)從9到0；十位應(yīng)接成六進(jìn)制，即從0~5循環(huán)計(jì)數(shù)。用異步清零法，當(dāng)6出現(xiàn)的瞬間，即Q3Q2Q1Q0=0110時(shí)，同時(shí)給R0（1）和R0（2）高電平，使這個(gè)狀態(tài)變成0000，由于6出現(xiàn)的時(shí)間很短，被0取代。 74LS90接成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)分電路和計(jì)秒電路是完全一致的，只是周期為1S的時(shí)鐘信號(hào)改成了周期為60秒即1分的時(shí)鐘信號(hào)。秒向分的進(jìn)位信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)秒電路計(jì)到59秒時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)高電平，在計(jì)到60時(shí)變?yōu)榈碗娖剑瑏?lái)一個(gè)下降沿送給計(jì)分電路做時(shí)鐘。計(jì)秒電路在計(jì)到59時(shí)的十位和個(gè)位的狀態(tài)分別為0101和1001，把這四個(gè)1與起來(lái)即可，即十位的Q2和Q0，個(gè)位的Q3和Q0，與的結(jié)果作為進(jìn)位信號(hào)。使用74LS20四入與非門串反相器構(gòu)成與門。計(jì)分電路與計(jì)秒電路一樣，只是四入與門產(chǎn)生的信號(hào)應(yīng)標(biāo)識(shí)為59分。 計(jì)分電路的時(shí)鐘信號(hào)（2）計(jì)時(shí)電路用兩片74LS90實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，首先把兩片74LS90都接成十進(jìn)制，并且兩片之間連接成具有十的進(jìn)位關(guān)系，即接成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后在計(jì)到24時(shí)，十位和個(gè)位同時(shí)清零。計(jì)到24時(shí)，十位的Q1=1，個(gè)位的Q2=1，因分別把這兩個(gè)信號(hào)連接到雙方芯片的R0(1)和R0(2)端。計(jì)時(shí)電路的個(gè)位時(shí)鐘信號(hào)來(lái)自秒、分電路產(chǎn)生59分59秒兩個(gè)信號(hào)與的結(jié)果。 24進(jìn)制計(jì)時(shí)電路