定时控制电路的设计

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1、清华大学电子工程系电子电路实验报告数字电路基础实验三：定时控制电路的设计班级：无88学号：2008011252姓名：丁弘毅实验日期：2009.12.10提交报告日期：2009.12.17实验教室：229实验组号：19一．实验目的：1.掌握用中小规模集成电路设计时序逻辑电路的方法。2.训练并掌握数字电路的安装、测试及查找错误及排除故障的能力。3.熟悉74LS161的两种置零方法（异步置零和同步置数）的应用二．实验任务：设计一个定时控制电路，其功能要求是：（1）用该定时控制电路控制电暖气的工作。（2）在电暖气停止工作期间该电路作为电子表，显示“时”、“分”。控制电暖气的

2、的工作程序如下:电路启动后预热（慢速升温）3分钟快速加热升温45分钟再保温2小时停止（切断发热器件电源），同时发出声响提醒信号，等待主人关断总电源。电暖气控制电路设置一个温度检测信号的输入端，当温度没有超过预定值时，该输入端为低电平；超过预定值时该输入端变成高电平。用这个跳变电压，控制电路立即转换为保温状态。电路的开启、预热、加速升温、温度保持其告警的状态分别用五个发光二极管表示告警还同时用实验箱上的蜂鸣器做声音告警。三．实验内容必做内容设计安装时钟电路。最小单位为“分”，小时以“24”小时进制计数。小时的十位显示用左数第三个字码管，为简化电路，要求字码管的b、c段

3、同时亮表示“1”，字码管的a、d、e、g段同时亮表示“2”，字码管的公共端要接地。实际中的电路图如下，左边两个是控制小时显示的数码管，右边两个是控制分钟显示的数码管。引出右边第一个计数器最高位的值的反，接到下一个计数器的clk，当到9（即1001）时，自动会变成0，这就在clk处产生一个上升沿信号，产生进位，当第二个计数器计数到6时产生进位信号，当左边两个计数器的计数值分别为2和4时产生清零信号，小时归零。四．注意事项元件使用注意74LS90为2－5分频的十进制计数器，引脚见304页，下降沿触发，正常使用时将CP2端与QA输出端连接。应用时要注意它的电源端和接地端与

4、其他集成电路不一样，一般标准的电路是左上角为电源，右下角为地，而74LS90是第10脚为地，第5脚为电源。置“0”、置“9”端为高电平有效，因此不能悬空。五．实验结果实验结果良好，基本实现了时间的进位以及清零功能。实验过程中，出现了一个与非门的输出一直保持1.8v的现象，导致一段时间内一个计数器一直无法进位，换过一个与非门后恢复了正常。实验遇到的第二个问题是有一个计数器一直提前进位，仅检查是控制其清零的与非门的输出不太稳定，最后将与非门的两个输入端换过了位置恢复了正常。这一问题的解决耽误了非常多的问题，原因可能是接触不良，而且我对问题出现的原因不清楚导致难以解决，在

5、接下来的实验中应该加深对实验原理的了解才能更好地解决问题。六．思考题1．如果计数器不能自启动，应采用什么方法加以解决？怎样避免计数器不能自启动的问题？答：解决计数器电路不能自启动有两种方法：1．设置强迫清零端，使得在计数器刚刚启动的时候就强迫置零。（或者通过一定的组合逻辑电路清零）。实验中采用的就是这种方法，设置了强迫清零端，使得电路可以随时清零。2．在计数器设计的时候就通过逻辑设置将非正常工作状态的下一个工作状态设置为一个正常工作状态或者是可以通过一定的步骤转为正常的工作状态，这样就可以使得计数器进入正常工作的闭合环里面去，从而使计数器正常工作。2.如果要求定时控

6、制电路的“时”计数器既能以12进制计数，又能以24进制计数，（用高低电平进行控制），应如何实现？答：原时计数器为12进制，为改为24进制，在增加一个3进制计数器，并设开关控制其是否启动。开关开启后，原12进制计数器要改为十进制。上方四个数码管接法与必做中一致。3.在进行计时时钟的对表调整时，会出现按动一次开关，计数器的输出跳动若干次的现象，这是什么原因造成的，怎样克服。答：这是开关抖动造成的，在开关和上的一瞬间，接触的电压值不可能瞬间稳定，可以接一个SR锁存器解决七．实验总结通过本次试验，我熟悉了数字电路的设计方法，了解了计数器的原理，熟悉了不同进制计数器的转化。也

7、对时序电路中的竞争与险象有了更形象的认识。初步了解了竞争险象的避免方法。