基于74LS192的30秒倒计时设计_____哈工大电工实验.docxVIP

PAGE \* MERGEFORMAT6 姓名 #### 班级 ######## 学号 ####### 实验日期 2015.5.26 节次 5—6 教师签字 成绩 基于74LS192的30秒倒计时设计 实验目的 掌握555定时器的功能； 了解74LS192减法计数器的功能； 掌握RS触发器在消除开关抖动中的应用； 掌握调试电路的方法； 掌握电路设计的基本思想和流程。 总体设计方案 1）30进制计数器的设计 本实验采用74LS192芯片作为计数器，74LS192是同步的加减计数器，其具有清除和置数的功能。本实验选择两片74LS192作为分别作为30的十位和个位。本实验中将作为十位的计数器输入端置为0011而将个位的输入端置为0000。将两片74LS192的置数端连出来与开关B相连，开关B控制置数端与高电平还是低电平，从而实现当30倒计时到00时，通过手动操作开关B而可以重新开始倒计时，计数器的电路连接如下图所示： 图1：计数器电路设计 2）T=1s的时间脉冲的设计 本实验采用由555定时器组成的多谐振荡器来产生周期为1s的时间脉冲，从而为30秒倒计时提供了脉冲输入。这里取R1=51kΩ,R2=47 kΩ,C=10μF。 由于震荡周期T≈0.7（R1+2R2）C=0.7×（51kΩ+2×47 kΩ）×10μF=1.015s，显然这样的设计是符合实验要求的。 图2：555定时器组成的多谐振荡器 3）RS触发器控制电路设计 将RS触发器应用到开关电路中能很好的对30秒倒计时进行控制。当B开关打到右侧时，无论A开关打到哪侧，倒计时均未开始；当B开关打到左侧时，A开关打到右侧开始倒计时，A开关打到左侧暂停倒计时。 图3：RS开关控制电路 实验电路图 运用Multisim13绘制的实验电路图如下所示： 图4：实验电路图 仪器设备名称、型号和技术指标 实验箱 1台 双踪示波器 1台 双路直流稳压电源 1台 数字万用表 1台 电路板 1块 电阻，电容，导线若干 芯片： 74LS192 2片 555 1片 74LS00 2片 74LS08 2片 仿真分析结果 对555定时器组成的多谐振荡器电路仿真输出时间脉冲的结果，测得脉冲周期T=1.015s，输出波形见下图： 图5：时间脉冲仿真结果 当开关B置于高电位A开关置于右侧时倒计时开始工作，下图为仿真结果： 图6：开始计数 当开关B置于高电位A开关置于左侧时倒计时暂停，下图为仿真结果： 图7：暂停计数 实验步骤及实验数据记录 按照电路图首先连接好555定时器组成的多谐振荡器的电路，RA采用定值电阻，RB采用电位器，将时间脉冲输出端连接至示波器的一个通道，对RB电阻进行微调，直到输出波形的频率为1Hz左右，此时该多谐振荡器产生的时间脉冲符合实验要求。记录此时脉冲的频率。 再将74LS192构成的30进制减法计数器电路连接好，注意到实验箱上的数码管的译码器为CD4511，所以74LS192的输出端口3,2,6,7分别接在CD4511的输入端口A,B,C,D上。 最后按照电路图将RS触发器的开关控制电路连接好，并将控制电路与脉冲电路连接好，二者用74LS08芯片构成与门连入电路，74LS08的管脚图与74LS00与非门的管脚类似，所以较为简单。 连接电路的操作均在断电情况下进行。电路连接无误后接通电源，控制开关B,A的开与关，观察数码管数字显示状态。 数据记录与实验现象： 脉冲频率f=0.982Hz；R1=51kΩ，R2=47 kΩ 开关控制电路的实验现象：当开关B置于低电平时无论A开关置于哪侧，倒计时均显示在30没有变化；当B接高电平时，A开关置于右侧开始倒计时，当将开关打至左侧时，倒计时暂停。 下图为在实验室连线的实际电路图： 图8：实验室连线调试 实验结论 通过本实验基本实现了由主要由74LS192构成的30秒倒计时电路的功能。掌握了74LS192级联的组成三十进制的方法。同时掌握了555定时器构成多谐振荡器产生时间脉冲的功能，掌握了调试电路的方法。对RS触发器开关电路有了更深刻的理解，并认识到其对电路的重要性。 实验中出现的问题及解决对策 问题1：首次将电路连接好以后，并没有出现实验结果，数码管显示并非有规律的数字递减。 解决对策：按照电路图对实验实际电路进行校核，并将555多谐振荡的时间脉冲输入换为实验箱自己提供的1HZ脉冲，发现问题并没有得到解决，最后在层层的排查中发现