实验四 综合电路设计

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1、实验四综合电路设计一、实验设计任务与要求1、设计制作一个粮库温度监控报警系统，当粮库温库温度在正常范围（≤30℃）时，数显电路会周而复始的按顺序“2-0-1-3-0-5-2-2-5-0”显示数字。2、当粮库温度超过正常范围（＞30℃）时，数显电路不显示（消隐），蜂鸣器发出警报，红色发光二极管闪动。二、实验所需器材与设备序号器材名称器材类型数量1电阻58K1个2电阻10K2个3电阻100K2个4电阻100Ω1个5电阻300Ω7个6滑动电阻500K1个7电容4.7μF1个8电容0.01μF1个9二极管发光二极管1个10二极管1N414810个11蜂鸣器1个12集成块NE555芯片1块13集成

2、块4017芯片1块14集成块CD4511芯片1块15集成块LM358芯片1块16数码管共阴数码管1个三、实验设计目的与原理实验目的1．熟悉555定时器的组成及功能，掌握555定时器的基本应用。2．提高设计能力及动手操作能力。3．掌握电路中各个部分的工作原理。4．学会电路的测试与调试。实验原理：1．555定时器工作原理555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的反相输入端的电压为2VCC/3，C2的同相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，

3、可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。2脚：低触发端3脚：输出端Vo4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。6脚：TH高触发端。7脚：放电端。该端与放

4、电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。一般用5V。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。表6—1555定时器的功能表清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0××0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态1101截止置11001截止置11110导通清零2.CD4017工作原理：数字电路CD4017是十进制计数／分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是Q0

5、、Q1、Q2、…、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有10个输出端（Q0～Q9）和1个进位输出端～Q5-9。每输入10个计数脉冲，～Q5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1～Q9）均为低电平。CP0和～CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入

6、时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。CD4017有两个时钟端CP和EN，若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。下图为CD4017引脚图及真值表：输入输出CPINHCRQ0-Q9C0××HQ0计数脉冲为Q0-Q4时：C0=H↑LL计数H↓LL×L保持计数脉冲为Q3-Q9时：C0=L×HL↓×L×↑L3、CD4511的工作原理：（1）锁存译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。（2）译

7、码CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入据B、C进行组合，得出、、、四项，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。引脚功能如下：BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。LE：锁定控制端，