電子科技大學(xué),數(shù)字電路電子秒表_計(jì)數(shù)器.ppt

1、電子秒表 （計(jì)數(shù)器的測(cè)試）,1、了解異步計(jì)數(shù)器的工作原理。 2、掌握異步計(jì)數(shù)器的測(cè)試方法。 3、掌握調(diào)試電路、排除電路故障的正確 方法。,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?74LS90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。,1、2/5 分頻異步加法計(jì)數(shù)器 74LS90,二、實(shí)驗(yàn)原理,74LS90功能表,當(dāng)R01R02=1，S91S92=0時(shí)，無(wú)論時(shí)鐘如何，輸出全部清0。 當(dāng)S91S92=1時(shí)，無(wú)論時(shí)鐘和清0信號(hào)R01、R02如何，輸出就置9。這說(shuō)明清0、置9都是異步操作，而且置9是優(yōu)先的，所以稱(chēng)R01、R02為異步清0端，S91、S92為異步置9端。,當(dāng)滿足

2、R01R02=0、S91S92=0時(shí)電路才能執(zhí)行計(jì)數(shù)操作，根據(jù)CP1、CP2的各種接法可以實(shí)現(xiàn)不同的計(jì)數(shù)功能。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，CP2不加信號(hào)時(shí)，QA端輸出2分頻信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制計(jì)數(shù)。當(dāng)CP1不加信號(hào)，計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入時(shí)，QD、 QC、QB實(shí)現(xiàn)五進(jìn)制計(jì)數(shù)。,實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)有兩種接法。一種是8421 BCD碼接法，先模2計(jì)數(shù)，后模5計(jì)數(shù)，由QD、QC、 QB、QA 輸出8421 BCD碼，最高位QD作進(jìn)位輸出。另一種是5421 BCD碼接法，先模5計(jì)數(shù)，后模2計(jì)數(shù)，由QA、QD、 QC、QB輸出5421 BCD碼，最高位Q作進(jìn)位輸出，波形對(duì)稱(chēng)。,注意: R0、R9均為高電平有效 CP

3、為下降沿觸發(fā),74LS90計(jì)數(shù)器自由計(jì)數(shù)框圖,底板上CKA為原理圖中CP1 底板上CKB為原理圖中CP2,QA,CP1,QD,五進(jìn)制,QB,QC,CP2,2-5分頻十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,注意：QD是高位,8421BCD碼連接方式,74LS90構(gòu)成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器,(a) 8421 BCD碼接法； (b) 5421 BCD碼接法,74LS90構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩種接法,74LS90沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的進(jìn)位端，用輸出最高位作為下一級(jí)時(shí)鐘。 例：用兩片74LS90構(gòu)成輸出為0019循環(huán)的二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（第一級(jí)接為十進(jìn)制，第二級(jí)接為二進(jìn)制）,CP,74LS90的級(jí)聯(lián),二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,用74LS90實(shí)現(xiàn)模 100 計(jì)數(shù)器和

4、模54計(jì)數(shù)器,模 100 計(jì)數(shù)器,模54計(jì)數(shù)器,（6）,（9）,（2）,（1）,2、2/6分頻異步加法計(jì)數(shù)器74LS92,74LS92內(nèi)部由4個(gè)主從觸發(fā)器，除2計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)周期長(zhǎng)度為除6的三位2進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，QA與B相連可構(gòu)成十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,74LS92復(fù)位計(jì)數(shù)功能表,74LS92計(jì)數(shù)器內(nèi)部框圖,2-6分頻十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,QA,CPA,QD,六進(jìn)制,QB,QC,CP2,實(shí)驗(yàn)中所用六進(jìn)制計(jì)數(shù)器 外部時(shí)鐘從CPA加入，將QA與CPB相連構(gòu)成十二進(jìn)制，取其中QC 、QB、QA構(gòu)成六進(jìn)制。,74LS92的QC、QB、QA (六進(jìn)制)與74LS90的 QD、QC、QB 、QA (十進(jìn)制)構(gòu)成遞增六十

5、 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,74LS90/92構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,實(shí)驗(yàn)電路板,計(jì)數(shù)器的測(cè)試 注意R0(1)即底板B點(diǎn)應(yīng)接地。 （1）計(jì)數(shù)器IC4接成五進(jìn)制形式，RO(1)接地，CKB接1Hz的TTL信號(hào)，QDQB接實(shí)驗(yàn)板上譯碼顯示輸入端C、B、A ，測(cè)試并記錄其邏輯功能。,三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,（2） 計(jì)數(shù)器IC5接成8421BCD碼十進(jìn)制形式， CKA接1Hz的TTL信號(hào)，測(cè)試并記錄其邏輯功能。,（3） 將計(jì)數(shù)器IC5 、IC6接成二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器， CKA接1Hz的TTL信號(hào)，測(cè)試并記錄其邏輯功能。,（4）將計(jì)數(shù)器IC6、IC7級(jí)聯(lián)成六十進(jìn) 制計(jì)數(shù)器，CKA接1Hz的TTL信號(hào)， 測(cè)試并記錄其邏輯功能。,1 2

6、 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18,（5）計(jì)數(shù)器IC7接成十二進(jìn)制形式，CKA接12KHz連續(xù)脈沖，測(cè)試并記錄其輸出(QA 、 QB、QC 、QD)波形圖。（CKA和QA、QA和QB、QB和QC、 QC和QD兩兩對(duì)應(yīng)觀察）。,12進(jìn)制計(jì)數(shù)器兩位數(shù)碼管輸出,思考題,1、時(shí)鐘發(fā)生器除了用555實(shí)現(xiàn)以外，還 可以有哪些方案？ 2、試畫(huà)出用一片74LS90實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制計(jì) 數(shù)的電路原理圖。,下次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容:教材實(shí)驗(yàn)任務(wù)中思考題,電子秒表 （綜合測(cè)試）,兩種接法的狀態(tài)表,任意模值計(jì)數(shù)器,集成計(jì)數(shù)器可以加適當(dāng)反饋電路后構(gòu)成任意模值計(jì)數(shù)器。 設(shè)計(jì)數(shù)器的

7、最大計(jì)數(shù)值為N，若要得到一個(gè)模值為M(N)的計(jì)數(shù)器，則只要在N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的順序計(jì)數(shù)過(guò)程中，設(shè)法使之跳過(guò)(N-M)個(gè)狀態(tài)，只在M個(gè)狀態(tài)中循環(huán)就可以了。通常MSI計(jì)數(shù)器都有清0、置數(shù)等多個(gè)控制端，因此實(shí)現(xiàn)模M計(jì)數(shù)器的基本方法有兩種：一種是反饋清0法(或稱(chēng)復(fù)位法)， 另一種是反饋置數(shù)法(或稱(chēng)置數(shù)法)。,因?yàn)?4LS90有異步清0和異步置9功能，并有8421BCD碼和5421BCD碼兩種接法，因此可以用四種方案設(shè)計(jì)。,用74LS90實(shí)現(xiàn)模7計(jì)數(shù)器, 異步清0法 計(jì)數(shù)范圍是 06， 計(jì)到7時(shí)異步清0。,清0法8421BCD碼態(tài)序表, 計(jì)數(shù)器輸出QD、QC、QB、QA 的有效狀態(tài)為00000101，計(jì)到0

8、110時(shí)異步清0，譯碼狀態(tài)為0110，利用部分譯碼設(shè)計(jì)譯碼門(mén)，故R01R02=QCQBQA，即當(dāng)QC、QB、QA全為高時(shí)R01R02=1，使計(jì)數(shù)器復(fù)位到全0狀態(tài)。,7,計(jì)數(shù)器輸出QA、QD、QC、QB 的有效狀態(tài)為 00001001，計(jì)到 1010 時(shí)異步清0，譯碼門(mén)邏輯方程為R01R02=QCQA。兩種接法的波形圖和邏輯電路分別如圖 (a)、 (b)所示。從波形圖中可看出，在過(guò)渡態(tài) 0111 和 1010 中，輸出端都有“毛刺”，這是異步清0產(chǎn)生的。,清0法5421BCD碼態(tài)序表,清0法邏輯圖和時(shí)序圖（實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制） (a) 8421 BCD碼接法； (b) 5421 BCD碼接法,(a),(

9、b),以9為起始狀態(tài)，按9、0、1、2、3、4、5 順序計(jì)數(shù)，計(jì)到 6 時(shí)異步置 9。, 反饋置 9 法,置9法8421BCD碼態(tài)序表,8421 BCD碼接法。態(tài)序表如表所示，譯碼邏輯方程為S91S92=QCQB，其邏輯電路如圖 (a)所示。,態(tài),7,置9法5421 BCD碼態(tài)序表,5421 BCD碼接法。態(tài)序表如表所示，譯碼邏輯方程為S91S92=QAQB，其邏輯電路如圖 (b)所示。,置9法邏輯圖（實(shí)現(xiàn)七進(jìn)制） (a) 8421 BCD碼接法； (b) 5421 BCD碼接法,(b),(a),因一片74LS90的最大計(jì)數(shù)值為10，故實(shí)現(xiàn)模54計(jì)數(shù)器需要用兩片74LS90。 可將M分解為 54=69，用兩片74LS90分別組成8421BCD碼模 6、模