基于74LS192的30秒倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)-哈工大電工實(shí)驗(yàn)

姓名####班級(jí)########學(xué)號(hào)#######實(shí)驗(yàn)日期2015.5.26節(jié)次5—6教師簽字成績(jī)基于74LS192的30秒倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆?55定時(shí)器的功能；了解74LS192減法計(jì)數(shù)器的功能；掌握RS觸發(fā)器在消除開(kāi)關(guān)抖動(dòng)中的應(yīng)用；掌握調(diào)試電路的方法；掌握電路設(shè)計(jì)的基本思想和流程?？傮w設(shè)計(jì)方案1）30進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)采用74LS192芯片作為計(jì)數(shù)器，74LS192是同步的加減計(jì)數(shù)器，其具有清除和置數(shù)的功能。本實(shí)驗(yàn)選擇兩片74LS192作為分別作為30的十位和個(gè)位。本實(shí)驗(yàn)中將作為十位的計(jì)數(shù)器輸入端置為0011而將個(gè)位的輸入端置為0000。將兩片74LS192的置數(shù)端連出來(lái)與開(kāi)關(guān)B相連，開(kāi)關(guān)B控制置數(shù)端與高電平還是低電平，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)30倒計(jì)時(shí)到00時(shí)，通過(guò)手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)B而可以重新開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)器的電路連接如下圖所示：圖1：計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)2）T=1s的時(shí)間脈沖的設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)采用由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生周期為1s的時(shí)間脈沖，從而為30秒倒計(jì)時(shí)提供了脈沖輸入。這里取R1=51kΩ,R2=47kΩ,C=10μF。由于震蕩周期T≈0.7（R1+2R2）C=0.7×（51kΩ+2×47kΩ）×10μF=1.015s，顯然這樣的設(shè)計(jì)是符合實(shí)驗(yàn)要求的。圖2：555定時(shí)器組成的多諧振蕩器3）RS觸發(fā)器控制電路設(shè)計(jì)將RS觸發(fā)器應(yīng)用到開(kāi)關(guān)電路中能很好的對(duì)30秒倒計(jì)時(shí)進(jìn)行控制。當(dāng)B開(kāi)關(guān)打到右側(cè)時(shí)，無(wú)論A開(kāi)關(guān)打到哪側(cè)，倒計(jì)時(shí)均未開(kāi)始；當(dāng)B開(kāi)關(guān)打到左側(cè)時(shí)，A開(kāi)關(guān)打到右側(cè)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，A開(kāi)關(guān)打到左側(cè)暫停倒計(jì)時(shí)。圖3：RS開(kāi)關(guān)控制電路實(shí)驗(yàn)電路圖運(yùn)用Multisim13繪制的實(shí)驗(yàn)電路圖如下所示：實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄按照電路圖首先連接好555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的電路，RA采用定值電阻，RB采用電位器，將時(shí)間脈沖輸出端連接至示波器的一個(gè)通道，對(duì)RB電阻進(jìn)行微調(diào)，直到輸出波形的頻率為1Hz左右，此時(shí)該多諧振蕩器產(chǎn)生的時(shí)間脈沖符合實(shí)驗(yàn)要求。記錄此時(shí)脈沖的頻率。再將74LS192構(gòu)成的30進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路連接好，注意到實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)碼管的譯碼器為CD4511，所以74LS192的輸出端口3,2,6,7分別接在CD4511的輸入端口A,B,C,D上。最后按照電路圖將RS觸發(fā)器的開(kāi)關(guān)控制電路連接好，并將控制電路與脈沖電路連接好，二者用74LS08芯片構(gòu)成與門(mén)連入電路，74LS08的管腳圖與74LS00與非門(mén)的管腳類似，所以較為簡(jiǎn)單。連接電路的操作均在斷電情況下進(jìn)行。電路連接無(wú)誤后接通電源，控制開(kāi)關(guān)B,A的開(kāi)與關(guān)，觀察數(shù)碼管數(shù)字顯示狀態(tài)。數(shù)據(jù)記錄與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：脈沖頻率f=0.982Hz；R1=51kΩ，R2=47kΩ開(kāi)關(guān)控制電路的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)開(kāi)關(guān)B置于低電平時(shí)無(wú)論A開(kāi)關(guān)置于哪側(cè)，倒計(jì)時(shí)均顯示在30沒(méi)有變化；當(dāng)B接高電平時(shí)，A開(kāi)關(guān)置于右側(cè)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)將開(kāi)關(guān)打至左側(cè)時(shí)，倒計(jì)時(shí)暫停。下圖為在實(shí)驗(yàn)室連線的實(shí)際電路圖：圖8：實(shí)驗(yàn)室連線調(diào)試實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過(guò)本實(shí)驗(yàn)基本實(shí)現(xiàn)了由主要由74LS192構(gòu)成的30秒倒計(jì)時(shí)電路的功能。掌握了74LS192級(jí)聯(lián)的組成三十進(jìn)制的方法。同時(shí)掌握了555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)間脈沖的功能，掌握了調(diào)試電路的方法。對(duì)RS觸發(fā)器開(kāi)關(guān)電路有了更深刻的理解，并認(rèn)識(shí)到其對(duì)電路的重要性。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決對(duì)策問(wèn)題1：首次將電路連接好以后，并沒(méi)有出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，數(shù)碼管顯示并非有規(guī)律的數(shù)字遞減。解決對(duì)策：按照電路圖對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)際電路進(jìn)行校核，并將555多諧振蕩的時(shí)間脈沖輸入換為實(shí)驗(yàn)箱自己提供的1HZ脈沖，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并沒(méi)有得到解決，最后在層層的排查中發(fā)現(xiàn)74LS192的有的輸入端沒(méi)有置零，再將應(yīng)當(dāng)接地的輸入端接地后，出現(xiàn)了符合實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。問(wèn)題2：555多諧振蕩產(chǎn)生的時(shí)間脈沖并未符合實(shí)驗(yàn)要求。解決對(duì)策：微調(diào)電位器的阻值，并配合使用示波器觀察波形，并校驗(yàn)相關(guān)參數(shù)，再連入電路觀察30秒倒計(jì)時(shí)能否正常工作。再多次對(duì)電路的調(diào)試之后出現(xiàn)了符合實(shí)驗(yàn)要求的結(jié)果。本次實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)、對(duì)電路實(shí)驗(yàn)室的意見(jiàn)或建議收獲和體會(huì)：此次實(shí)驗(yàn)我準(zhǔn)備了很長(zhǎng)時(shí)間，從圖書(shū)館借了有關(guān)書(shū)籍并認(rèn)真閱讀，并重點(diǎn)查閱了有關(guān)555定時(shí)器和74LS192芯片的相關(guān)資料。同時(shí)我還自學(xué)Multisim電路仿真軟件的使用方法，并最終將電路仿真制作出來(lái)。但當(dāng)親自到實(shí)驗(yàn)室連電路時(shí)我發(fā)現(xiàn)電路仿真和實(shí)際情況并不是一回事，在實(shí)際電路中導(dǎo)線的連接是一個(gè)大問(wèn)題，如果不加注意很可能連錯(cuò)，比如忘將置零端接地的狀況就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間被白白拉長(zhǎng)。不過(guò)這也正是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的有趣之處，能夠很好的鍛煉到自己實(shí)際操作能力，同時(shí)也培養(yǎng)了解決問(wèn)題的能力，這為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。意見(jiàn)或建議：建議能再增加一些實(shí)驗(yàn)臺(tái)，這樣能夠給學(xué)生更多做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間；建議增加一些連電路的導(dǎo)線，特別是紅色的短導(dǎo)線，短導(dǎo)線在連接電路時(shí)不容易搞混，有利于節(jié)省檢查電路的時(shí)間。參考文獻(xiàn)[1]楊世彥.電工學(xué)（中冊(cè)）電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008,04:23