电子秒表的预习346

1、电子秒表的预习一.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借口电路的应用。4.掌握电子系统的调试与性能测试。二、实验设备1.双踪示波器、函数信号发生器、直流电源、IC 测试器、万用电表、数字电路实验箱2.共阴 LED、CD4511、555 定时器、74LS90、电阻、电容、电位器三、实验原理1.电子秒表的框图1.控制开关电路控制开关电路由一个基本 RS 触发器构成，其功能包括：清零启动计数器电路，暂停计数电路。a.RS 触发器输 入输 出SRQn+1Qn+10110100111QnQn00基

2、本 RS 触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常S为置“1”端，因为S=0（R1）时触发器被置“1”；R为置“0”端，因为R0（S1）时触发器被置“0”，当 SR1 时状态保持；SR0 时，触发器状态不定。2.脉冲电路a.555 芯片引脚图及引脚描述1 脚为地。2 脚为触发输入端；3 脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器 6 脚和下比较器 2 脚的控制。 当触发器接受上比较器 A1 从 R 脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3 脚输出低电平；2 脚和 6 脚是互补的，2 脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于 1Ucc/3，此时 3 脚输出

3、高电平。4 脚是复位端，当 4 脚电位小于 0.4V 时，不管 2、6 脚状态如何，输出端 3 脚都输出低电平。5 脚是控制端6 脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入 电压大于 2 Ucc/3，称高触发端，3 脚输出低电平，但有一个先决条件，即 2 脚电位必须大于 1Ucc/3 时才有效。3 脚在高电位接近电源电压 Ucc，输出电流最大可打 200mA。1 脚为地。2 脚为触发输入端；3 脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器 6 脚和下比较器 2 脚的控制。7 脚称放电端，与 3 脚输出同步，输出电平一致，但 7 脚并不输出电流，所以 3 脚称为实高（

4、或低）、7 脚称为虚高。b.555 定时器（1） .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 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC 若触发输入端 TR 的电压小于 VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，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。（2）

5、 .各引脚图的功能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0.01F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。（3）功能表清零端高触发端TH低触发端

6、Q放电管T功能0xx0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态110x保持上一状态保持上一状态1010110导通截止置1 清零（4）555 电路的应用1、用555电路构成施密特触发器施密特触发器是数字系统中常用的电路之一,它可以把变化缓慢的脉冲波形变换成为数字电路所需要的矩形脉冲。施密特电路的特点在于它也有两个稳定状态,但与一般触发器的区别在于这两个稳定状态的转换需要外加触发信号,而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信号,因此它的触发方式是电平触发。施密特触发器电路图和波形图如图13-2-1所示，其回差电压为Vcc 。若在电压控制端外接可调电压Vco（1.55V），可以改变回差电压DVT

7、,施密特触发器可方便的地把三角波转换成方波。1当输入信号Ui <Vcc时,基本RS触发器置1,即Q =0,Q=1，输出UO为高电平;若Ui增加,使得 Vcc <Ui <Vcc时,电路维持原态不变,输出UO仍为高电平;如果输入信号增加到Ui ³Vcc 时,RS触发器置0,即Q=0,Q =1,输出UO为低电平;Ui再增加,只要满足,电路维持该状态不变。若Ui下降，只要满足Vcc <Ui < Vcc,电路状态仍然维持不变;只有当Ui =Vcc 时,触发器再次置1,电路又翻转回输出为高电平的状态。状态的转换需要外加触发信号,而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信

8、号,因此它的触发方式是电平触发。状态的转换需要外加触发信号,而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信号,因此它的触发方式是电平触发。(c)uiuooUTUT2、555电路构成多谐振荡器 a.电路组成(a)(b)b. 工作原理接通电源后，电容C被充电，当Vc上升到 2Vcc/3 时，使 Vo 为低电平，同时放电三极管 T 导通，此时电容 C 通过 R2 和 T 放电，Vc 下降。当 Vc 下降到 Vcc/3 时，Vo 翻转为高电平。电容器 C 放电所需的时间为 t1=0.7R2C当放电结束时，T 截止，Vcc 将通过 R1、R2 向电容器 C 充电，Vc 由 Vcc/3 上升到 2Vcc/3 所需

9、的时间为 T2=0.7(R1+R2)C。当 Vc 上升到 2Vcc/3 时，电路又翻转为低电平。3.计数器输入的脉冲数通过计数器计数并将结果用 8421BCD 码表示出来。74LS90 的引脚图和真值表输入输出R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)QDQCQBQAHHLXLLLLHHXLLLLLXXHHHLLHXLXLCOUNTCOUNTCOUNTCOUNTLXLXLXXLXLLXA、B计算脉冲输入端Qd、Qc、Qb、Qa输出端R01、R09置零R91、R92置9输入端，接地。4.译码器译码是将二进制代码所表示的特定含义翻译出来的过程，完成译码操作的电路就是译码器。74LS47A、B、C、D输入端A.b.c.d.e.f.g输出端LT、RBc、R