电子秒表设计实验报告.docVIP

淮 阴 工 学 院 《数字电子技术》课程实验期末考核 2014-2015学年第2学期 实验名称：电子秒表电路的设计 班 级： 学 号： 姓 名： 学 院： 电子与电气工程学院 专 业： 自动化 系 别： 自动化 指导教师： 《数字电子技术》实验指导教师组 成 绩： 2015年07月 电子秒表电路的设计 一、实验目的 1 .学习数字电路中基本RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。 2 .学习电子秒表的调试方法。 二、实验原理 图11 －1 为电子秒表的电原理图。按功能分成四个单元电路进行分析。 ? 1.基本RS 触发器 图11 －1 中单元I 为用集成与非门构成的基本RS 触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能? 。 ? 它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q 作为与非门5 的输入控制信号。 按动按钮开关K2 （接地），则门1 输出 ＝1 ；门2 输出Q ＝0 ，K2 复位后Q 、状态保持不变。再按动按钮开关K1 , 则Q 由0 变为1 ，门5 开启, 为计数器启动作好准备。 由1 变0 ，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 基本RS 触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。 2. 时钟发生器 图11 －1 中单元Ⅲ为用555 定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。 调节电位器 RW ，使在输出端3 获得频率为50HZ 的矩形波信号，当基本RS 触发器Q ＝1 时，门5 开启，此时50HZ 脉冲信号通过门5 作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2 。 图11-2 单稳态触发器波形图? 图11－3? 74LS90引脚排列 3.计数及译码显示 二—五—十 进制加法计数器74LS90 构成电子秒表的计数单元，如图11 －1 中单元Ⅳ所示。其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ 的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD 取得周期为0.1S 的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。计数器②及计数器③接成8421 码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1 ～0.9 秒；1 ～9 秒计时。 注：集成异步计数器74LS90 74LS90 是异步二—五—十 进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。 图11 －3 为74LS90 引脚排列，表11 －1 为功能表。 通过不同的连接方式，74LS90 可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0 (1) 、R0 (2) 对计数器清零，借助S9 (1) 、S9 (2) 将计数器置9 。其具体功能详述如下： (1) 计数脉冲从CP1 输入，QA 作为输出端，为二进制计数器。 (2) 计数脉冲从CP2 输入，QD QC QB 作为输出端，为异步五进制加法计数器。(3) 若将CP2 和QA 相连，计数脉冲由CP1 输入，QD 、QC 、QB 、QA 作为输出端，则构成异步8421 码十进制加法计数器。 (4) 若将CP1 与QD 相连，计数脉冲由CP2 输入， QA 、QD 、QC 、QB 作为输出端，则构成异步5421 码十进制加法计数器。 (5) 清零、置9 功能。 a)? 异步清零 当R0 (1) 、R0 (2) 均为“1 ”；S9 (1) 、S9 (2) 中有“0 ”时，实现异步清零功能，即QD QC QB QA ＝0000 。 b)? 置9 功能 当S9 (1) 、S9 (2) 均为“1 ”；R0 (1) 、R0 (2) 中有“0 ”时，实现置9 功能，即QD QC QB QA ＝1001 。 表11-1? 输??? 入 输? 出 功??? 能 清? 0 置? 9 时??? 钟 QD? QC? QB??QA R0(1) R0(2) S9 (1) S9(2) CP1?? CP2 1 1 0 × × 0 ×?????× 0 0 0 0 清??? 0 0 × × 0 1 1 ×??? × 1 0 0 1 置??? 9 0???? × ×???? 0 0???? × ×???? 0 ↓???? 1 QA?? 输? 出 二进制计数 1???? ↓ QD QC QB 输出 五进制计数 ↓??? QA QD QC QB QA 输出8421BCD 码 十进制计数 QD????? ↓ QA QD QC QB 输出5421BCD 码 十进制计数 1???? 1 不?? 变 保?? 持