电子秒表华农.doc

《电子秒表华农.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一、实验目的1.掌握电子系统的启动与停止单元电路的构成2.掌握时钟信号的产生、计数、译码及显示电路的工作原理及电路组成方法3.掌握不同类型芯片间接口电路的应用4.掌握电子系统的调试与性能测试二、实验仪器与元器件1.双踪示波器、函数信号发生器、直流电源、IC测试仪、万用电表、数字电路实验室2.共阴LED、CD4511、555定时器、74LS90、74LS00、电阻、电容、电位器三、实验注意事项1.需要注意数码管是共阴极（CK）的，公共端接地；2.需要按照模块进行测试，方便接线的检验。四、设计原理1电路

2、总体设计写出设计思路，按模块功能简单绘制电路总体框图；按照实验任务，将各单元电路分模块逐个进行接线和测试，①测试基本RS触发器，启动和停止秒表工作；②单稳态触发器为计数器提供清零信号；③时钟发生器及计数器的逻辑功能，由555定时器构成多谐振荡器作为时钟源，加法计数器构成电子秒表单元;④译码显示电路显示出电子秒表的内容。测试完各单元电路正常工作后，再将有关电路连接起来进行测试。74ls00引脚图：功能：四组二输入与非门2模块1RS触发器①RS触发器是构成其它各种功能触发器的基本组成部分。又称为基本RS

3、触发器。结构是把两个与非门或者或非门G1、G2的输入、输出端交叉连接。②接线图及74LS00引脚图：③逻辑状态表1.当R端无效(1)，S端有效时(0)，则Q=1,Q非=0,触发器置1。 2.当R端有效(0)、S端无效时(1)，则Q=0,Q非=1,触发器置0。 3.当RS端均无效时(0)，触发器状态保持不变。4.当RS端均有效时(1)，触发器状态不确定。④基本RS触发器在电子秒表实验中的职能是启动和停止秒表工作3模块2单稳态触发器①单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下

4、，电路将由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间，其长短取决于电路的参数值。②由NE555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图1所示。图中R，C为外接定时元件，输人的触发信号ui接在低电平触发端（2脚）。稳态时，输出uo为低电平，即无触发器信号（ui为高电平）时，电路处于稳定状态——输出低电平。在ui负脉冲作用下，低电平触

5、发端得到低于（1/3）Vcc，触发信号，输出uo为高电平，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。在暂稳态期间，电源＋Vcc→R→C→地，对电容充电，充电时间常数T＝RC，uc按指数规律上升。当电容两端电压uc上升到（2/3）Vcc后，6端为高电平，输出uo变为低电平，放电管VT导通，定时电容C充电结束，即暂稳态结束。电路恢复到稳态uo为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来时，又重复上述过程。工作波形图如图（b）所示。输人一个负脉冲，就可以得到一个宽度一定的正脉冲输出，其脉冲宽度tw取决于电容器由0

6、充电到（2/3）Vcc，所需要的时间。可得：tw=1.1rc③单稳态触发器在电子秒表中是为计数器提供清零信号。4.模块3555定时器构成多谐振荡器①由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外接触发信号,利用电源通过R1、R2向C充电,以及C通过R2向放电端DC放电,使电路产生振荡。电容C在2/3VCC和1/3VCC之间充电和放电,从而在输出端得到一系列的矩形波。②电路图及输出波形：多谐振荡器电路图输出信号的时间参数为：③T1

7、=0.693（RA+RB）C,T2=0.693RB*C.震荡周期：T=T1+T2=0.693(RA+2RB)C.其中, tw1为VC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时间,tw2为电容C放电所需的时间。555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ,但两者之和应不大于3.3MΩ。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性,555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此,这种形式的多谐振荡器应用很广。根据公式,用示波器观察输出电压，并测量其频率，根据T1=0.693（R

8、A+RB）C,T2=0.693RB*C.T=T1+T2,其中C=4.7μF，令RB=30KΩ，f=50hz周期T=0.2s，则RB=1,404.31672346566Ω.5.模块4加法计数器构成电子秒表的技术单元①计数：计数是一种最简单、最基本的逻辑运算，计数器的种类繁多，如按计数器中触发器翻转的次序分类，可分为同步计数器和异步计数器；按计数器计数数字的增减分类，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。本实验中利用了74LS90模块进行计数，该电路是由4个主从触发