電子秒表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(共8頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)淮陰工學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)期末考核數(shù)字電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)期末考核2014-20152014-2015 學(xué)年第學(xué)年第 2 2 學(xué)期學(xué)期實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：電子秒表電路的設(shè)計(jì)班班級(jí)級(jí)：學(xué)學(xué)號(hào)號(hào)：姓姓名名：學(xué)學(xué)院院：電子與電氣工程學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè)：自動(dòng)化自動(dòng)化系系別別：自動(dòng)化自動(dòng)化指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師：數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師組數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師組成成績(jī)績(jī)：2015 年年 07 月月精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)電子秒表電路的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .學(xué)習(xí)數(shù)字電路中基本 RS 觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時(shí)鐘發(fā)生器及計(jì)數(shù)、譯碼顯示等單元電路的綜合應(yīng)

2、用。2 .學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理圖 11 1 為電子秒表的電原理圖。按功能分成四個(gè)單元電路進(jìn)行分析。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)1.基本 RS 觸發(fā)器圖 11 1 中單元 I 為用集成與非門(mén)構(gòu)成的基本 RS 觸發(fā)器。屬低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接置位、復(fù)位的功能。它的一路輸出作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出 Q 作為與非門(mén) 5 的輸入控制信號(hào)。按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān) K2（接地），則門(mén) 1 輸出 1 ；門(mén) 2 輸出 Q 0 ，K2復(fù)位后 Q 、狀態(tài)保持不變。再按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān) K1, 則 Q 由 0 變?yōu)?1 ，門(mén) 5 開(kāi)啟,為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備。 由 1 變 0 ，送出負(fù)脈

3、沖，啟動(dòng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作?；?RS 觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表的工作。2. 時(shí)鐘發(fā)生器圖 11 1 中單元為用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器， 是一種性能較好的時(shí)鐘源。調(diào)節(jié)電位器 RW，使在輸出端 3 獲得頻率為 50HZ 的矩形波信號(hào)，當(dāng)基本 RS觸發(fā)器 Q 1 時(shí)，門(mén) 5 開(kāi)啟，此時(shí) 50HZ 脈沖信號(hào)通過(guò)門(mén) 5 作為計(jì)數(shù)脈沖加于計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端 CP2。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)圖 11-2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖圖 11374LS90 引腳排列3.計(jì)數(shù)及譯碼顯示二 五 十 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS90 構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元，如圖11 1 中單元所示。其

4、中計(jì)數(shù)器接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為 50HZ 的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端 QD取得周期為 0.1S 的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器接成 8421 碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置上譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示 0.1 0.9 秒；1 9 秒計(jì)時(shí)。注：集成異步計(jì)數(shù)器 74LS9074LS90 是異步二 五 十 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)圖 11 3 為 74LS90 引腳排列，表 11 1 為功能表。通過(guò)不同的連接方式，74LS90 可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且還可借助

5、R0(1) 、R0(2) 對(duì)計(jì)數(shù)器清零，借助 S9(1) 、S9(2) 將計(jì)數(shù)器置 9 。其具體功能詳述如下：(1) 計(jì)數(shù)脈沖從 CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。(2) 計(jì)數(shù)脈沖從 CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(3)若將 CP2和 QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由 CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，則構(gòu)成異步 8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(4) 若將 CP1與 QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由 CP2輸入， QA、QD、QC、QB作為輸出端，則構(gòu)成異步 5421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(5) 清零、置 9 功能。a) 異步清零當(dāng) R0(1) 、R0(2) 均為“

6、1 ”；S9(1) 、S9(2) 中有“0 ”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即 QDQCQBQA0000 。b) 置 9 功能當(dāng) S9(1) 、S9(2) 均為“1 ”；R0(1) 、R0(2) 中有“0 ”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置 9功能，即 QDQCQBQA1001 。表 11-1輸入輸出功能清0置9時(shí)鐘QDQCQBQAR0(1) R0(2)S9(1) S9(2)CP1CP21100 0000清000111001置900001QA輸出二進(jìn)制計(jì)數(shù)1QDQCQB輸出 五進(jìn)制計(jì)數(shù)QAQDQCQBQA輸出8421BCD 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)QDQAQDQCQB輸出5421BCD 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)11不變保持精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉

7、上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)三、實(shí)驗(yàn)儀器1 .5V 直流電源2 .雙蹤示波器3 .直流數(shù)字電壓表4 .數(shù)字頻率計(jì)5 .單次脈沖源6 .連續(xù)脈沖源7 .邏輯電平開(kāi)關(guān)8 .邏輯電平顯示器9 .譯碼顯示器1074LS00 2、555 1、74LS90 311.電位器、電阻、電容若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于實(shí)驗(yàn)電路中使用器件較多， 實(shí)驗(yàn)前必須合理安排各器件在實(shí)驗(yàn)裝置上的位置，使電路邏輯清楚，接線(xiàn)較短。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)的次序，將各單元電路逐個(gè)進(jìn)行接線(xiàn)和調(diào)試，即分別測(cè)試基本 RS 觸發(fā)器、時(shí)鐘發(fā)生器及計(jì)數(shù)器的邏輯功能，待各單元電路工作正常后， 再將有關(guān)電路逐級(jí)連接起來(lái)進(jìn)行測(cè)試，直到測(cè)試電子秒表整個(gè)電路的功能。這樣的測(cè)

8、試方法有利于檢查和排除故障，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。1.基本 RS 觸發(fā)器的測(cè)試將圖 1 的兩個(gè)輸出端接邏輯電平顯示，按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān) K2（接地），記下 Q和的值，按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān) K1, Q 和的值。2.時(shí)鐘發(fā)生器的測(cè)試用示波器觀(guān)察輸出電壓波形并測(cè)量其頻率，調(diào)節(jié) RW，使輸出矩形波頻率為50Hz 。3.計(jì)數(shù)器的測(cè)試3.1 計(jì)數(shù)器接成五進(jìn)制形式，RO(1) 、RO(2) 、S9(1) 、S9(2) 接邏輯開(kāi)關(guān)輸出插口，CP2接單次脈沖源,CP1接高電平“1 ”，QDQA接實(shí)驗(yàn)設(shè)備上譯碼顯示輸入端 D 、C 、B 、A, 按表 11 1 測(cè)試其邏輯功能，記錄之。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)3.

9、2 計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器接成 8421 碼十進(jìn)制形式，同內(nèi)容（1 ）進(jìn)行邏輯功能測(cè)試。記錄之。3.3 將計(jì)數(shù)器、級(jí)連，進(jìn)行邏輯功能測(cè)試。記錄之。4.電子秒表的整體測(cè)試各單元電路測(cè)試正常后，按圖 11 1 把幾個(gè)單元電路連接起來(lái)，進(jìn)行電子秒表的總體測(cè)試。先按一下按鈕開(kāi)關(guān) K2，此時(shí)電子秒表不工作，再按一下按鈕開(kāi)關(guān) K1，則計(jì)數(shù)器清零后便開(kāi)始計(jì)時(shí)，觀(guān)察數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)情況是否正常，如不需要計(jì)時(shí)或暫停計(jì)時(shí)，按一下開(kāi)關(guān) K2，計(jì)時(shí)立即停止，但數(shù)碼管保留所計(jì)時(shí)之值。5.電子秒表準(zhǔn)確度的測(cè)試?yán)秒娮隅娀蚴直淼拿胗?jì)時(shí)對(duì)電子秒表進(jìn)行校準(zhǔn)。五、實(shí)驗(yàn)調(diào)試在電路調(diào)試過(guò)程中，剛開(kāi)始由于 555 構(gòu)成的多諧振蕩器出現(xiàn)了一定的問(wèn)

10、題，脈沖信號(hào)不能成功輸出，顯示器停留在 0 不顯示，最后下調(diào)整了 555 定時(shí)器的參數(shù)，使秒表正常運(yùn)行。在整個(gè)電路調(diào)試過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，理論計(jì)算出的值在實(shí)際運(yùn)行中還是誤差很大，需要在實(shí)際調(diào)試中試出最恰當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙葜?。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)接線(xiàn)和調(diào)試時(shí)，應(yīng)將各單元電路逐個(gè)進(jìn)行接線(xiàn)和調(diào)試，即分別測(cè)試基本 RS觸器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時(shí)鐘發(fā)生器及計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路等邏輯功能，待各單元電路工作正常后，再將有關(guān)電路逐級(jí)連接起來(lái)進(jìn)行測(cè)試，直到測(cè)試電子秒表整個(gè)電路的功能。這樣的模塊化測(cè)試方法有利于檢查和排除故障，是調(diào)試電路的常用方法。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我了解數(shù)字秒表的主體電路組成及工作原理，熟悉了集成電路及有關(guān)電子元器件的使用，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字電路中基本 RS 觸發(fā)器、計(jì)數(shù)、譯碼顯示等單元電路的綜合應(yīng)用。首先是 74LS90 的功能，懂得實(shí)際應(yīng)用上，應(yīng)用串行和并行方式進(jìn)行連接電路實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)電路， 進(jìn)一步可以利用多片芯片設(shè)計(jì)