數(shù)字電子技術訓練講義doc-深圳職業(yè)技術學院

1、數(shù)字電子技術訓練講義深圳職業(yè)技術學院工業(yè)中心電子技術基礎教研室編印2006 年 1 月圖1.1照明燈的邏輯控制電路實訓一信號燈的邏輯控制實訓目的1了解邏輯控制的概念2 掌握表示邏輯控制的基本方法二、實訓設備與器件發(fā)光二極管、限流電阻、繼電器兩個、直流電源、導線若干三、實訓電路與說明圖1.1為實訓電路圖。這是一個樓房照明燈的控制電 路。設A、B分別代表上、下樓層的兩個開關，發(fā)光 二極管代表照明燈。在樓上按下開關A，可以將照明燈打開，在樓下閉合開關 B,又可以將燈關掉；反過 來，也可以在樓下開燈，樓上關燈。四、實訓內(nèi)容與步驟（1 ）連接電路按圖1.1連接好電路，注意 JA、JB兩個繼電器 的開關不

2、要接錯。（2）試驗開關和發(fā)光二極管的邏輯關系接通電源，分別將開關 A、B按表1.1的要求接 通或者斷開，觀察發(fā)光二極管F的亮滅情況，并填入表1.1中。表1.1開關A開關B發(fā)光二極管F斷開斷開斷開閉合閉合斷開閉合閉合五、實訓結(jié)論與分析通過上述實訓，可做如下總結(jié)：（1） 實訓圖中，JA和JB分別代表繼電器的兩個線圈，JA。、JBk1代表繼電器的常開觸點，JAK2、JBK2代表繼電器的常閉觸點。在實訓圖所示的狀態(tài)下（開關A、B均斷開），由于沒有通路給發(fā)光二極管供電，所以發(fā)光二極管滅；開關A閉合，繼電器線圈JA通電，其常開觸點JAk1閉合，常閉觸點JAK2斷開，JBk1、JBk2則維持原來狀態(tài)，此時圖

3、 1.1最上面的一 條電路連通，通過電源給發(fā)光二極管供電，發(fā)光二極管亮。同樣道理，如果只閉合開關B，也會給發(fā)光二極管構(gòu)成通路使之點亮；當開關A、B均閉合時，由于沒有通路，所以發(fā)光二極管滅，讀者可自行分析。（2） 發(fā)光二極管F的狀態(tài)，我們稱為輸出，是由開關A、B來決定的，開關 A、B稱為輸 入。輸出和輸入是一種邏輯控制電路，而且輸入量和輸出量都只分別對應兩種狀態(tài)。（3） 從試驗結(jié)果可以看出，當A、B同時閉合，或者同時斷開，即處于相同狀態(tài)時，二極 管滅；相反，當 A、B處于不同狀態(tài)時，發(fā)光二極管點亮。如果定義開關閉合和燈亮為邏輯“ 1 ”，定義開關斷開和發(fā)光二極管不亮為邏輯“0”，則A、B、F都可

4、用兩種邏輯狀態(tài)“ 1 ”、“0”來描述。注意此時的“ 1”、“0”不代表任何數(shù)量的大小。表格的左邊是兩個輸入狀態(tài) 的所有取值的組合，表格的右邊是對應的輸出狀態(tài)。這樣我們可以將實驗步驟 4得到的表重 新寫為表1.2，這種表征邏輯事件輸入和輸出之間全部可能狀態(tài)的表格稱為邏輯事件的真值 表。六、思考題1. 寫出此邏輯控制電路輸入輸出之間的表達式。2. 試用與非門來實現(xiàn)該控制電路。被測器件類型選擇循環(huán)測試自動測試自動查找（芯片型號） 測試開始清除復位逐字清除被測器件類型選擇蜂鳴選擇 循環(huán)測試 自動查找逐字清除、復位通過找到（芯片型號） 無法確定（芯片型號） 錯誤輸入測試失敗電源或地測試失敗實訓二非門構(gòu)

5、成多諧振蕩器實訓目的1掌握集成電路手冊的使用方法2. 掌握IC測試儀的使用方法3初步掌握由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器的分析、測試方法實訓設備與器件1實訓設備：IC測試儀一臺、示波器一臺、穩(wěn)壓電源一臺(1)面板上各功能鍵的作用GUT6000 型：CMOS/TTLLOOP TESTAUTO TESTSEARCHGOCLEARRESETGUT6000A 型：TTL/CMOSBUZZERLOOPAUTO(2) 窗口信息PASSFINDUNIDENTIFIEDERRORFAILUcc OR GND FAIL(3) 使用方法I. 將芯片按管腳標識插入面板上的芯片座。II. 鍵入芯片的類型、型號，若型號未知，可

6、按III. 按 畫鍵，測試開始，如需循環(huán)測試，可按IV. 根據(jù)窗口信息確定芯片的好壞。注：GUT6000A型IC測試儀使用方法與 GUT6000型大致相同，但芯片插座上的管腳號不同，使用時應加以注意。2實訓器材：1K Q電阻兩只、0.1折電容兩只、74LS04芯片一只、面包板一塊、導線若干三. 實訓電路與說明圖2.1實訓電路圖圖2.2電路波形圖設：Uo1為低電平UoL、Uo2為高電平UoH時，稱為第一暫穩(wěn)態(tài)；Uo1為高電平UoH、Uo2為低電平UoL時，稱為第二暫穩(wěn)態(tài)。在接通電源的瞬間，電路的輸入端形成一個微弱的正向躍升信號，構(gòu)成初始輸入信號UI1。電路產(chǎn)生如下放大與正反饋過程：_ UI1 f

7、 U01 J UI2 J uo2 f |經(jīng)過這一過程（極短的時間內(nèi)）電路迅速進入第一暫穩(wěn)態(tài)，即G1開門，G2關門。Uo1為低電平UoL，Uo2為高電平UoH。在這一過程中，C1、C2起耦合作用。接著，G2輸出Uo2的高電平UoH經(jīng)C2、Rf1、G1的內(nèi)阻（約4K Q）對C2反向充電（左 ”右 + ”），使UI1下降。與此同時，Uo2的高電平經(jīng)Rf2、G2的內(nèi)阻對C1充電（左一” 右“ + ”），UI2隨之上升。當UI2上升到G2的閥值電平 UTH （約1.4V ）時，電路又產(chǎn)生另一個正反饋過程:1這一過程使得電路迅速翻轉(zhuǎn)到第二暫穩(wěn)態(tài)，即Gl關門，U01為高電平UoH, G2開門，U02為低電平

8、UoL。在這一過程中，Cl、C2仍起耦合作用。接下來，Gl輸出的高電平 UoH經(jīng)Cl、Rf2、G2內(nèi)阻對Cl反向充電，使UI2下降。同時， 經(jīng)Rfi、G2、C2內(nèi)阻對C2充電（左+ ”右一”）,使uii隨之升高。當uii上升到Gi閥值 電壓Uth （約1.4V ）時，電路經(jīng)過放大與正反饋過程返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。脈沖寬度等于C1充電到Uth所需時間，間歇寬度等于C2充電到Uth所需時間，由于電路對稱，這兩個時間相等。振蕩周期T的估算如下：當取 Rfi= RF2= Rf, Ci=C2=C 時：T 1.4RFC四. 實訓內(nèi)容與步驟1 辨認并用萬用表校核電阻的阻值。2辨認并用萬用表檢測電容器的好壞。3利

9、用集成電路手冊查閱74LS04的內(nèi)部構(gòu)造及管腳分布。4. 用IC測試儀檢測74LS04的好壞。5. 按實訓電路在面包板上完成接線。6. 接通電源后，用示波器觀察UI1、Uo1、UI2、Uo2的波形，并讀出Uo2的周期T。五. 實訓結(jié)論與分析1 .繪出 UI1、Uo1、UI2、Uo2 的實際波形，標出 UlHmax、UTH、一 Ucmax、UOH、U OL 的實測值。2 .比較Uo2周期T的實測值與估算值的大小，建立起工程估算的概念。3. 比較Uo2的平頂寬度與間歇寬度是否與理論分析相符。六. 思考題1. 若增大RF1阻值，輸出信號周期怎樣變化，脈沖寬度核間歇寬度哪一個較大？為什么?2. 設計如

10、下圖所示的防盜報警電路并分析其原理。實訓三邏輯門電路的功能測試一、實訓目的1通過測試，驗證邏輯門電路的功能2 學習組建復合邏輯門的方法，并測試其功能3. 熟悉和掌握各種門電路的功能和使用方法二、實訓設備與器件1實訓設備： 直流穩(wěn)壓電源、邏輯筆2 實訓器材：74LS00、74LS04、74LS27、74LS86各一片，面包板一塊，導線若干三、實訓電路與說明邏輯門電路實際上是一種條件開關電路，只有在輸入信號滿足一定的邏輯條件時，開關電路才允許信號通過，否則信號就不允許通過，即邏輯門電路的輸出信號與輸入信號之間存 在一定的邏輯關系。最基本的邏輯門電路有“與”門、“或”門、及“非”門電路三種，但常用的

11、是“與非”門、“或非”門、“與或非”門以及“異或”門等具有復合邏輯功能的門電路。以前邏輯門電路都是用分立元件組成，現(xiàn)在大量使用的是集成門電路，若按電路中晶體管導電類型來分，集成門電路分為雙極型和單極型兩大類。雙極型最多的是晶體管-晶體管邏輯門電路，即TTL門電路，單極型的有金屬一氧化物一半導體互補對稱邏輯門電路，即CMOS門電路。四、實訓內(nèi)容與步驟1測試“與非”門的邏輯功能輸入輸出ABY00011011表3.1圖3.174LS00管腳圖74LS00含四個兩輸入與非門，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖如圖3.1所示。管腳Vcc接入+ 5V,管腳GND接地。與非門的輸入端分別接至高電平或者低電平上，用邏輯筆測試

12、不同的輸入 狀態(tài)下的輸出狀態(tài)，并將結(jié)果寫入表3.1中。分析結(jié)果是否符合“與非”門的邏輯功能。2 測試“非”門的邏輯功能74LS04為六非門，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖3.2所示。Vcc接入+ 5V，管腳GND接地。將輸入端A分別接至邏輯高電平或者低電平，用邏輯筆測試不同輸入狀態(tài)下的輸出，并將 結(jié)果寫入表3.2中。分析結(jié)果是否符合“非”的邏輯功能。111211109SJVfC4A4Y5A5Y6A 6Y丿1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y 口輸入輸出AY01表3.21 234567圖3.274LS04管腳圖3 測試“異或”門的邏輯功能些a Vtt 4B IA |4Y| 3.tr4-i rIA IB JY

13、 2A2D 2YT圖3.374LS86管腳圖輸入輸出ABY00011011表3.374LS86內(nèi)含四個異或門，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖 3.3所示。Vcc接入+ 5V，管腳GND 接地。將兩個輸入端的A、B分別接至邏輯高電平或者低電平，用邏輯筆測試不同輸入狀態(tài) 下的輸出，并將結(jié)果寫入表3.3中，分析結(jié)果是否符合“異或”的邏輯功能。4 測試“或非”門的邏輯功能74LS27內(nèi)含三個三輸入或非門，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖3.4所示。Vcc接入+ 5V ,管腳GND接地。將三個輸入端的 A、B、C分別接至邏輯高電平或者低電平，用邏輯筆測 試不同輸入狀態(tài)下的輸出，并將結(jié)果寫入表3.4中，分析結(jié)果是否符合“或非”

14、的邏輯功能。圖3.474LS27管腳圖輸入輸出ABCY000001010011100101110111表3.45 組合邏輯電路的簡單設計某單位舉辦軍民聯(lián)歡晚會，軍人持紅票入場，群眾持黃票入場，持綠票者軍民均可入場。試寫出實現(xiàn)此要求的邏輯表達式、邏輯狀態(tài)表并畫出邏輯圖。 選用上述芯片進行測試。邏輯說明：設三個輸入變量 A、B、C。表 3.5B=1紅票B =0黃票C=1有綠票C =0無綠票Y=1可入場Y =0不準入場A=1 軍人A = 0 群眾輸入輸出ABCY000001010011100101110111五、實訓結(jié)論與分析已知邏輯要求t列邏輯狀態(tài)通過上述實訓，可得出組合邏輯電路的分析步驟大致如下

15、: 表t寫邏輯式t運用邏輯代數(shù)化簡或變換t畫邏輯圖。六、思考題1. 邏輯門電路的描述方式有哪幾種？2. 基本門電路是指哪幾種邏輯門？3. 芯片測試中的輸入高、低電平在實訓中分別是用什么來模擬?實訓四簡單搶答器電路一、實訓目的1. 了解集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)特點。2掌握由基本邏輯門電路實現(xiàn)復雜邏輯關系的一般方法。3學會集成門電路的使用及邏輯電平的測量。4 建立組合邏輯電路的基本概念。二、實訓設備與器件1 實訓設備：直流穩(wěn)壓電源、邏輯筆、萬用表 1塊。2實訓器材： 74LS04 一片、74LS20兩片、發(fā)光二極管 4只、5.1K 電阻4個、510 電阻4個、按鈕開關4個、面包板一塊、導線若干。三、實

16、訓電路與說明1 邏輯要求：用基本門電路構(gòu)成簡易型四人搶答器。A B C D為搶答操作開關。任何一個人先將某一開關按下且保持閉合狀態(tài)，則與其對應的發(fā)光二極管（指示燈）被點亮，表示此人搶答成功；而緊隨其后的其他開關再被按下，與其對應的發(fā)光二極管則不亮。2. 電路組成：實訓電路如圖所示，電路中標出的74LS20為雙4輸入與非門，74LS04為六 非門。四、實訓內(nèi)容與步驟1檢測IC用數(shù)字集成電路測試儀測試IC的好壞。如果IC上的字跡模糊，型號顯示不清楚，通過自動掃描檢測的方式可以檢測其型號。2 連接線路在面包板上插接電路，通電前要認真檢查線路。注意：IC芯片電源的正、負端連接是否正確；電源連線是否反接

17、；電路板各管腳之間是否短路，待檢查無誤后方可通電。3. 操作與調(diào)試(1) 通電后，分別按下 A B、C、D各鍵，觀察對應指示燈是否點亮。(2) 當其中某一指示燈點亮時，再按其他鍵，觀察其他指示燈的變化。(3) 在進行(1)、(2)操作步驟時，分別測試 IC芯片輸入、輸出管腳的電平變化，并完成表4.1所示內(nèi)容。表中，A、B、C、D表示按鍵開關，X”表示開關動作無效； Li、L2、L3、 L4表示4個指示燈。按鍵閉合或指示燈亮用“ 1 ”表示，開關斷開或指示燈滅用“ 0”表示。表4.1搶答器邏輯狀態(tài)表DCBAL4L3L2L1五、實訓總結(jié)與分析1. 實訓中采用了兩種不同信號的數(shù)字集成電路，其中， 7

18、4LS20可以實現(xiàn)4個輸入信號與非 的邏輯關系，稱為4輸入與非門。由于內(nèi)部包含兩個完全相同的電路， 故稱為雙4輸入與非 門。74LS04可以實現(xiàn)非邏輯關系，稱為非門，也稱為反相器 ，其內(nèi)部包含6個非門。2. 電路中對邏輯事件的是與否用電路的電平高低來表示。表示邏輯事件的這種電信號只有高、低電平兩種狀態(tài)，故稱為開關信號。為簡單起見，用“1”和“ 0”兩個符號來表示高低電平。如用“1”表示高電平，“0”表示低電平則稱為正邏輯電路，反之稱為負邏輯電路。在數(shù)字電路中，如采用實訓中使用的稱為TTL的集成器件，高電平一般在 4.35V之間，低電平在00.7V之間。3. 當輸入/輸出開關信號的頻率很低時，我

19、們可以用萬用表或邏輯筆來測量電路中的邏輯關系，分析電路。若輸入/輸出開關信號頻率較高，可用示波器或邏輯分析儀測試并記錄信號的波形，再根據(jù)波形圖分析某一信號的變化規(guī)律及在任一時刻各信號間的邏輯關系。本實訓電路中的輸入信號為手動開關信號，頻率很低，所以我們用邏輯筆或萬用來測試輸入與輸出信號之間的邏輯關系，并用表4.1直觀地表示出來。4. 有了上面的基本知識， 我們可以分析電路的工作過程：初始狀態(tài)(無開關按下)a、b、c、d端均為低電平，各與非門的輸出端為高電平，反相器的輸出則都為低電平(小于0.7V),因此全部發(fā)光二極管不亮。當某一開關被按下后(如開關A被按下)，則與其連接的與非門的輸入端變?yōu)楦唠?/p>

20、平， 這樣該與非門的所有輸入端均為高電平，根據(jù)與非關系輸出端則為低電平，反相器輸出為高電平，從而點亮發(fā)光二極管。由于該與非門輸出端與其他3個與非門的輸入端相連，它輸出的低電平維持其他3個與非門輸出高電平。因此其他發(fā)光二極管都不六、思考題1什么是邏輯門電路？它是怎樣實現(xiàn)輸入變量與輸出變量間邏輯運算的？ 2邏輯門電路有多少種？在實際應用中我們應該如何選擇邏輯門？例如在上述實訓電路中 能否用其他門電路來實現(xiàn)？不同類型的門電路具有那些特點？3輸入、輸出信號間的邏輯關系應該如何描述？共有多少種方法，在不同情況下用哪些方 法描述更簡捷方便？4按照實際邏輯控制的要求，設計控制電路有哪些具體步驟？應該如何選擇

21、元器件？實訓五由觸發(fā)器構(gòu)成的改進型搶答器一、實訓目的1初步了解觸發(fā)器的基本功能及特點2熟悉具有接收、保持、輸出功能電路的基本分析方法3 掌握觸發(fā)器應用電路的分析方法4 建立時序邏輯電路的基本概念二、實訓設備與器件1實訓設備：數(shù)字電路測試儀1臺，直流穩(wěn)壓電源1臺，萬用表1只，邏輯筆1支。2實訓器件：74LS00兩片，雙四輸入與非門 74LS20兩片，按鍵式開關 4個，指示燈（發(fā) 光二極管）3只，510Q電阻3個，1k Q電阻4個，導線若干。三、實訓電路與說明實訓電路如圖5.1所示。與簡單搶答器比較，改進型搶答器電路減少了一個輸入端，而 在每一個輸入端增加了兩個與非門（圖5.1中的G4門 G9門）

22、，該電路作為搶答信號的接收、保持和輸出的基本電路。S為手動清零控制開關，S1S3為搶答按鈕開關。該電路具有如下功能：（1） 開關S作為總清零及允許搶答控制開關（可由主持人控制），當開關S被按下時搶答電路清零，松開后則允許搶答。輸入搶答信號由搶答按鈕開關S1S3實現(xiàn)。（2）若有搶答信號輸入（開關 S1S3中的任何一個開關被按下）時，與之對應的指示燈 被點亮。此時再按其他任何一個搶答開關均無效，指示燈仍“保持”第一個開關按下時所 對應的狀態(tài)不變。電路中，6個二輸入與非門采用兩個 74LS00 , 3個三輸入與非門采用兩個 74LS20。7J .SOft XI 級創(chuàng)圖5.1 實訓3電路四、實訓內(nèi)容與

23、步驟（1）檢測與查閱器件用數(shù)字集成電路測試儀檢測所用的集成電路。通過查閱集成電路手冊，標出圖5.1中各 集成電路輸入、輸出端的引腳編號。(2) 連接電路按圖5.1連接電路。先在實訓電路板上插接好IC器件。在插接器件時，要注意 IC芯片的豁口方向(都朝左側(cè))，同時要保證IC管腳與插座接觸良好，管腳不能彎曲或折斷。指 示燈的正、負極不能接反。在通電前先用萬用表檢查各IC的電源接線是否正確。(3) 電路調(diào)試首先按搶答器功能進行操作，若電路滿足要求，說明電路沒有故障。若某些功能不能實 現(xiàn)，就要設法查找并排除故障。排除故障可按信息流程的正向(由輸入到輸出)查找，也 可按信息流程逆向(由輸出到輸入)查找。

24、例如，當有搶答信號輸入時，觀察對應指示燈是否點亮，若不亮，可用萬用表(邏輯 筆)分別測量相關與非門輸入、輸出端電平狀態(tài)是否正確，由此檢查線路的連接及芯片的 好壞。若搶答開關按下時指示燈亮，松開時又滅掉，說明電路不能保持，此時應檢查與非門 相互連接是否正確，直至排除全部故障為止。(4) 電路功能試驗 按下清零開關S后，所有指示燈滅。 按下SiS3中的任何一個開關(如 S1),與之對應的指示燈(D1 )應被點亮，此時 再按其他開關均無效。 按總清零開關S,所有指示燈應全部熄滅。 重復和步驟，依次檢查各指示燈是否被點亮。(5) 電路分析分析圖5.1實訓電路，完成表 5.1各項內(nèi)容，表中1表示高電平、

25、開關閉合或指示燈 亮；0表示低電平、開關斷開或指示燈滅。如果不能正確分析，可以通過試驗檢測來完成。表5.1功能表SS3S2S1Q3Q2Q1L 3L2 L100010010010000001001101011001000五、實訓結(jié)論與分析(1) 在實訓4中，由于電路本身沒有保持功能，所以搶答開關必須用手按住不動，指示燈才會點亮，若手松開指示燈就熄滅。這種操作方式十分不便。在本實訓中，通過在輸入端接入兩個首尾交叉連接的雙輸入與非門，解決了這一問題。實驗證明，該電路能將輸入搶答信號狀態(tài)“保持”在其輸出端不變。比如搶答開關S1按下時，與其連接的與非門 G5的輸出端Q1變?yōu)楦唠娖?，使與非門 G1輸出低電

26、平，指示燈 D1點亮；當開關S1松開后，與 非門G5的輸出狀態(tài)仍保持高電平不變，指示燈D1仍保持點亮狀態(tài)。(2) 在圖5.1中，將與非門G4、G5連接構(gòu)成的電路既有接收功能同時又具有保持功能。 在電路中可將與非門 G, G5連接構(gòu)成的電路看成一個專門電路，該電路能接收輸入信號并 按某種邏輯關系改變輸出端狀態(tài)。在一定條件下，該狀態(tài)不會發(fā)生改變，即“保持”不變。（ 3）這類具有接收、 保持記憶和輸出功能的電路簡稱為“觸發(fā)器” 。觸發(fā)器有多種不同 的功能和不同的電路形式。 掌握觸發(fā)器的電路原理、 功能與電路特點是本章學習的主要內(nèi)容。 目前，各種觸發(fā)器大多通過集成電路來實現(xiàn)。 對這類集成電路的內(nèi)部情況

27、我們不必十分關心， 因為我們學習數(shù)字電子技術基礎課程的目的不是設計集成電路的內(nèi)部電路。 學習時， 我們只 需將集成電路觸發(fā)器視為一個整體， 掌握它所具有的功能、 特點等外部特性， 使我們能合理 選擇并正確使用各種集成電路觸發(fā)器。六、思考題 1由雙輸入與非門構(gòu)成的保持電路，其輸出狀態(tài)都與哪些因素有關，試寫出功能表。 2若改成六路搶答器，電路將做哪些改動。3能否增加其他功能，使搶答器更加實用。實訓六555集成定時器的應用實訓目的1通過實驗，加深對 555集成定時器工作原理的認識，以便進一步開發(fā)其應用范圍2通過兩個有趣的實驗內(nèi)容，培養(yǎng)同學們對電子技術課程的興趣，提高分析和設計電子線 路的能力實訓設備

28、與器件1實訓設備：萬用表、直流穩(wěn)壓電源2 實訓器材：555芯片1片、200/2K/10K/100K/光敏電阻各 1個、0.022卩/0.01 /10卩/47 電容各1個、發(fā)光二極管1個、揚聲器1個、面包板1塊、導線若干三、實訓電路與說明時基集成電路（集成定時器）是一種應用十分廣泛的模擬-數(shù)字混合式集成電路。其最初是為集成電路取代延遲繼電器等機械延遲器而研制的，具有定時精度高、 溫度漂移小、速度快、可直接與數(shù)字電路相連、結(jié)構(gòu)簡單、功能多、驅(qū)動電流較大、有一定的負載能力等優(yōu) 點。人們在應用中發(fā)現(xiàn)，它的用途十分的廣泛，可以組成性能穩(wěn)定的無穩(wěn)態(tài)振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和各種開關電路?，F(xiàn)在國外

29、的 555時基電路產(chǎn)品型號有 NE555、LM555、XR555、MC14555、CA555、Ma555、SN52555、LC555等，國內(nèi)的有 5G1555、SL555、FX555等。它們的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)和 管腳序號都相同，可以直接代換，敘述方便統(tǒng)稱555。1. 聲光電子警衛(wèi)電路十6V -b圖6.1 聲光電子警衛(wèi)電路圖示電路中，將555集成電路的強制復位端 4腳通過外接細銅絲連接到電源的負極（地），時基電路被強制復位，3腳始終處于低電平，故振蕩停止。一旦細銅絲被扯斷，555集成塊的4腳通過R7接電源的正極而呈高電平，強制復位即被解除，555集成電路組成的無穩(wěn)態(tài)電路立即起振，揚聲器就發(fā)生300多

30、赫茲音頻響聲報警，同時 LED也被點亮發(fā)光。LED實際上是發(fā)出300多赫茲的閃光，由于頻率太高，人眼視覺暫留效應，故看上去長亮不閃。本電子警衛(wèi)電路可廣泛應用，在實際進行防盜保護時可以將漆包線布置在門窗或需要保 護的物品上，漆包線兩端頭接到a、b接線柱上，可改用電池供電，一旦漆包線被拉斷，本電路就發(fā)出聲光報警。還可將它做成超小型報警器，應用在其它地方，如出差行李監(jiān)護、錢包防盜等方面。2.光控電子鳥電路十(5V41 31 21Y3Y2Y1 Y0 11111111110111111111011111111101111111110111111111011111111101111111110111111

31、11101111111110表7.3 優(yōu)先編碼：如果74LS147有兩個或兩個以上的輸入信號同時為低電平，將輸出哪一 個信號的編碼呢？請按表 7.3的輸入方式，測試相應的輸出編碼。表中的“X”既可以表示 低電平，也可以表示高電平。如果測試準確，可以看出，編碼器按信號級別高的進行編碼，且I9狀態(tài)信號的級別最高，I：狀態(tài)信號的級別最低。這就是優(yōu)先編碼功能，因此，74LS147是一個優(yōu)先編碼器。6. 數(shù)碼管功能測試將共陰極數(shù)碼管的公共電極接地，分別給ag7個輸入端分別加上高電平，觀察數(shù)碼管的發(fā)亮情況（或用萬用表的電阻擋X 100 Q）,記錄輸入信號與發(fā)亮顯示段的對應關系。最后給7個輸入端都加上高電平

32、，觀察數(shù)碼管的發(fā)亮情況。7. 74LS48功能試驗 譯碼功能：將 LT、RBI、bI/rbo端接高電平，輸入十進制數(shù)09的任意一組8421BCD碼（原碼），則輸出端ag也會得到一組相應的 7位二進制代碼。如果將這組代碼 輸入到數(shù)碼管，就可以顯示出相應的十進制數(shù)。 試燈功能。給試燈輸入 LT力M氐電平，而BI/RbO端加高電平時，則輸出端ag均為高電平。若將其輸入數(shù)碼管，則所有的顯示段都發(fā)亮。此功能可以用于檢查數(shù)碼管的好壞。 滅燈功能。將低電平加于滅燈輸入BI/RBO時，不管其他輸入為什么電平，所有輸出端都為低電平。將這樣的輸出信號加至數(shù)碼管，數(shù)碼管將不發(fā)亮。 動態(tài)滅燈功能。RBI為滅零輸入信號

33、，其作用是將數(shù)碼管顯示的數(shù)字o熄滅。當RBI =0，且Y3 Y2 Y； Y0 =0000時，若LT =1, ag輸出為低電平，數(shù)碼管無顯示。利用該滅零端，可熄滅多位顯示中不需要的零。不需要滅零時，RBI =1。五、實訓結(jié)論與分析1 從步驟（3）的試驗可以看出， 該實訓電路的功能就是可以在數(shù)碼管上顯示出四位搶答者 的號碼。在該實驗中我們只有4個輸入信號，如果有 10個輸入信號，則數(shù)碼管將可以顯示09十個數(shù)字。2分析步驟（4）中第步的測試結(jié)果可知，無論哪個輸入信號為低電平，數(shù)碼管將顯示該 輸入端號碼。如果所有的輸出信號都為高電平，則數(shù)碼管將顯示數(shù)字0。3. 表7. 1的數(shù)據(jù)表明74LS147是將一

34、個輸入信號編成了一組相應的二進制代碼，因此稱其 為編碼器。4. 觀察步驟（4）中第步的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ag7個信號中哪個信號為高電平，數(shù)碼管與之相 對應的那一段就會發(fā)亮。在 74LS48輸入端輸入不同的二進制代碼時，ag的輸出也不同,數(shù)碼管將顯示不同的數(shù)字。ag的信號電平是按照輸入代碼對字型的要求輸出的，因此稱74LS48為字符譯碼器。六、思考題1. 什么是編碼？編碼器的功能是什么?2. 優(yōu)先編碼是如何實現(xiàn)的？實訓八分頻器的制作實訓目的1 了解CD4060的組成、用途、各管腳意義和使用方法2 加深對二進制計數(shù)器74HC161的認識，掌握計數(shù)器用作分頻器的原理和方法實訓設備與器件1 實訓設備：萬用表、

35、直流穩(wěn)壓電源、示波器2實訓器材： CD4060/74HC161各1片；2.2M Q電阻1只，1K電阻4個；5pF電容1只;LED4只；面包板1塊；導線若干三、實訓電路與說明1.芯片介紹(1) CD4060 簡介CD4060是CMOS14級二進制計數(shù) 份頻/振蕩電路，管腳圖如圖8.1。它主要由兩部分組成：一部分是振蕩器，由二級非門構(gòu)成，引出端為CP1、CPo、CF0。外接定時元件后，可組成多諧振蕩器(見圖8.2),管腳CFo既是多諧振蕩器的振蕩脈沖輸出端，又是后級分頻器的輸入端。本次實訓 RC元件采用圖中所示的參數(shù)，在CFo端可獲得約20KH的脈沖波。另一部分是14級二分頻器。最高分頻系數(shù)為 1

36、6384 (214),最低分頻系數(shù)為 16 (24)。 且從第4級開始到第14級，除Qn端外每級都有輸出端子， 典型技術時鐘頻率可達 12MHz , 振蕩器最高頻率可達 690KH以上。1(515141312K13gVqd)QuoRCP1CP0QbQsQ*JQ*備121斗5tf78圖8.1CD4060弓I腳圖圖8.2 RC多諧振蕩器(2) 74HC161 簡介74HC161是CMOS4位二進制同步加法計數(shù)器，其引腳和功能表如下。151-1311Vcc C Qo Qi Qi Qs El LDCP Do Di Da Dj EP GblD圖8.374HC161弓I腳圖由表中第三行可見，當 Rd、LD

37、、ET、EF均為高電平時，74HC161處于計數(shù)狀態(tài),就是對由CP端輸入的時鐘脈沖進行計數(shù)。表8.174HC161功能表輸入輸出Rd LD ET EP CP D0 D1 D2 D3Q3Q2Q1Q00XXXXXXXX10XXTd0d1d2d31111TXXXX110XXXXXX11X0XXXXX0000d0d1d2d3計 數(shù)保持保持1213 W 15012345時序圖如下:圖8.4 計數(shù)器時序圖輸出狀態(tài)：由時序圖，Q3、Q2、Qi、Qo從0000開始，每個時鐘脈沖上升沿變化一次，1111、，分別稱為2、4、24816按0000 0001 0010t 1110t 1111循環(huán)計數(shù)，并且Q。Q3端輸

38、出脈沖的周期分別為時鐘的2倍、4倍、8倍、16倍，頻率分別為時鐘頻率的8、16分頻。故計數(shù)器又可作為分頻器使用。2 實驗電路及說明(1)實驗電路圖圖8.5 實訓電路圖(2 )電路說明IC1作多頻率脈沖信號源用，其中Q4輸出脈沖頻率最高，約為1250Hz , Q14輸出脈沖頻率最低約為1.2Hz。IC2作為分頻器，IC1某一端輸出脈沖從IC2的CP端輸入。由LED3LED。 可觀察 IC2 各輸出端狀態(tài)的變化。四、實訓內(nèi)容與步驟1. 連接IC1的Q4端和IC2的CP端，用示波器CH1通道觀察CP端脈沖（分頻器輸入信號）， 用示波器CH2通道分別觀察IC2的輸出端Qo、Qi、Q2、Q3的波形，并繪

39、出這幾個波形，同 時觀察LED。LED 3的亮滅，記錄觀察結(jié)果。2. 連接ICi的Qi4端和IC2的CP端，觀察LED 3LEDo的亮滅變化，若用“1 ”表示亮，“ 0” 表示滅，從 0000 開始，用二進制數(shù)記錄亮滅的循環(huán)規(guī)律。五、實訓結(jié)論與分析本實訓項目由 CD4060 及相應的時基電路產(chǎn)生分頻脈沖，74HC161 作 2124分頻器，LED 作分頻顯示。實訓時應先連接好脈沖產(chǎn)生電路，待獲得穩(wěn)定的脈沖后，再完成分頻和 顯示部分的連線。采用這種分級接線并實驗的方法，可將接線故障限制在一個小的范圍內(nèi)， 便于查找和排除故障。六、思考題1. “要求 1”中能觀察到 LED 的亮滅變化嗎？為什么？2

40、. 二進制計數(shù)器最低位的分頻系數(shù)是多少？實訓九 異步計數(shù)器的級聯(lián)一、實訓目的1熟悉由計數(shù)器、顯示譯碼器、數(shù)碼管組成的計數(shù)顯示器電路。2 掌握計數(shù)器級聯(lián)工作原理。3. 訓練狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、轉(zhuǎn)換圖畫法。二、實訓設備與器件1實訓設備：直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器2實訓器材：74LS90、74LS47、共陽數(shù)碼管各 3片；1K Q電阻3只；面包板2塊；導線 若干三、實訓電路與說明1. 芯片介紹（1）74LS90 簡介74LS90可分別構(gòu)成二、五、十進制計數(shù)器，其管腳示意圖如圖9.1所示，現(xiàn)將有關管腳簡單進行介紹。Ro（i）、Ro（2）為置0輸入端，當它們均接 +5V時，將置Qd、Qc、Qb、Qa分別為0、0、

41、 0、0 ； S9（i）、S9（2）為置9輸入端，當它們均接 +5V時，將置Qd、Qc、Qb、Qa分別為1、 0、0、1 o當R0（ 1）、R0（2）、S9（ 1）、S9（2）均接地時，此時 74LS90工作于計數(shù)狀態(tài)，本實訓中就是 讓它工作在此狀態(tài)。CP1、CP2為計數(shù)脈沖輸入端，如只從 CP1輸入，為二進制計數(shù)器；如只從CP2輸入，為五進制計數(shù)器；如將 Qa與CP2連接，從CP1輸入計數(shù)脈沖，為十進制計數(shù)器，本實訓中 就是讓它工作在十進制計數(shù)狀態(tài)。（2）74LS47 簡介74LS47為七段顯示譯碼器，如圖 9.2所示，其中D、C、B、A分別接至74LS90的Qd、 Qc、Qb、Qa端；經(jīng)譯

42、碼后控制a、b、c、d、e、f、g去驅(qū)動共陽極數(shù)碼管，從而實現(xiàn)對應的數(shù)碼顯示。共陽極數(shù)碼管的管腳排列如圖9.3所示。LT、BI、RBI分別為試燈、滅燈、滅 0輸入端，低電平有效，有關它們的詳細介紹請查 閱相關手冊，在本次實訓中讓它們均接+5V o圖9.12 實驗電路及說明（1）實驗電路圖圖9.2圖9.313T2 n TU9|15| 14r Illi1 1 1a b c d e f ga bc d e f ga b c d e f 74為4了而5性亜_ D C B A LTraORBllFC+iV共町:廠7 廠？廠7匚J.D C B A1J RBGRElD C B A IT HBD RSIs4】

43、孔】1虬門匹121：)CP：M 人氐冊哄.74L.S90CFZ JQbghu 丟氐74LS90 RaiRjiHVci SST11 21 3 4 f| t| 71CPi W Qa Q” 游 Q.Qt 74LS9OjjC入麗陽忖卩忌.弘cri/fj 豚沖 I-5o7n圖9.4 實訓電路圖(2 )電路說明將信號發(fā)生器輸出的低頻方波信號作為計數(shù)脈沖CP加入到第1片74LS90，由第1片74LS90輸出的Qd、Qc、Qb、Qa經(jīng)過74LS47顯示譯碼器的作用控制第1位數(shù)碼管顯示，每增加一個計數(shù)脈沖，數(shù)碼管顯示加1,當顯示完9后，隨著第10個計數(shù)脈沖的輸入，第 1位數(shù)碼管清零；由于第 2片74LS90的C

44、P1連到第1片74LS90的Qd，每當?shù)?0個計數(shù)脈 沖輸入后，Qd從1跳到0,正好構(gòu)成一個脈沖下降沿作為第2片74LS90的CP脈沖，使得第2位數(shù)碼管顯示加1;第3位數(shù)碼管的工作原理也可類推。此電路的工作結(jié)果就是隨著計數(shù)脈沖的不斷輸入，3位數(shù)碼管按照十進制原則不斷顯示計數(shù)脈沖的個數(shù)。四、實訓內(nèi)容與步驟1 掌握所用芯片和數(shù)碼管的管腳功能。2 正確連接實訓電路，將信號發(fā)生器輸出方波信號的頻率調(diào)為最低，幅度適當，仔細觀察 數(shù)碼管的顯示情況，記錄觀察結(jié)果。五、實訓結(jié)論與分析74LS90可分別構(gòu)成二、五、十進制計數(shù)器，如將其中 Qa與CP2連接，從CP1端輸入計 數(shù)脈沖就構(gòu)成十進制計數(shù)器。 本實訓中就是讓它工作在十進制計數(shù)狀態(tài)， 且實訓中的重點就 是要理解當?shù)臀粩?shù)碼管顯示完 9后如何向高位進位的電路連接情況。 我們知道，當數(shù)碼管顯 示完9后，Qd、Qc、Qb、Qa的輸出為1001，如將后級的Qd端接入前級的CP1端，那么當 第10個計數(shù)脈沖輸入后， Qd從1跳到0，正好構(gòu)成一個脈沖下降沿作為前級的 CP脈沖， 使得前級的數(shù)碼管顯示不斷加 1,完成此電路的工作。在此實訓中還需注意，74LS47顯示譯碼器應驅(qū)動共陽數(shù)碼管，且共陽數(shù)碼管的公共端需串適當電阻后才能接入正電源， 否則因流過數(shù)碼管中每段發(fā)光二極管的電流過大會燒壞數(shù) 碼管。六、思考題1正確列出電路狀態(tài)