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1、个人收集整理勿做商业用途实验八智力竞赛抢答装置综合实验一、实验目的1、学习数字电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用。2、熟悉智力竞赛抢赛器的工作原理。3、了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。二、实验原理图8－1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路，用以判断抢答优先权.图8－1智力竞赛抢答装置原理图图中F1为四D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端,引脚排列见附录;F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器;F4是由74LS7
2、4组成的四分频电路，F3、F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源,抢答开始时，由主持人清除信号,按下复位开关S,74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭,当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路,不再接受其它信号，直到主持人再次清除信号为止。三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关个人收集整理勿做商业用途3、逻辑电平显示器4、双踪示波器5、数字频率计6、直流数字电压表7、74L
3、S175、74LS20、74LS74、74LS00四、实验内容1、测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能.试测方法参照实验二及实验九有关内容，判断器件的好坏。2、按图8－1接线，抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二极管接逻辑电平显示器.3、断开抢答器电路中CP脉冲源电路，单独对多谐振荡器F3及分频器F4进行调试，调整多谐振荡器10K电位器，使其输出脉冲频率约4KHz,观察F3及F4输出波形及测试其频率4、测试抢答器电路功能接通+5电源，CP端接实验装置上连续脉冲源，取重复频率约1KHz.（1）抢答开始
4、前，开关K1、K2、K3、K4均置“0”，准备抢答，将开关S置“0”,发光二极管全熄灭，再将S置“1”。抢答开始，K1、K2、K3、,K4某一开关置“1”，观察发光二极管的亮、灭情况，然后再将其它三个开关中任一个置“1”,观察发光二极的亮、灭有否改变。（2)重复（1）的内容,改变K1、K2、K3、K4任一个开关状态，观察抢答器的工作情况。（3）整体测试断开实验装置上的连续脉冲源，接入F3及F4,再进行实验。五、实验预习要求若在图8－1电路中加一个计时功能，要求计时电路显示时间精确到秒,最多限制为2分钟，
5、一旦超出限时,则取消抢答权，电路如何改进。六、实验报告1、分析智力竞赛抢答装置各部分功能及工作原理2、总结数字系统的设计、调试方法3、分析实验中出现的故障及解决办法个人收集整理勿做商业用途实验九电子秒表综合实验一、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、学习电子秒表的基本原理及电子秒表的调试方法。 二、实验原理 图17－1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 图九－1中单元I为用集成
6、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、单稳态触发器 图九－1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图九－2
7、为各点波形图。 单稳态触发器的输入触发负脉冲信号vi由基本RS触发器端提供，输出负脉冲vO通过非门加到计数器的清除端R. 静态时,门4应处于截止状态,故电阻R必须小于门的关门电阻ROff。定时元件RC取值不同,输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时,可以省去输入微分电路的RP和CP。单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。进实验室之前，研究看懂K2、K3在电路中的作用。个人收集整理勿做商业用途图九－1电子秒表原理图3、时钟发生器图九－1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振
8、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。个人收集整理勿做商业用途图九－2单稳态触发器波形图图九－374LS90引脚排列 4、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，如图九－1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
