数字电子秒表课件

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；学习电子秒表的调试方法。一、实验目的

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1二、实验原理

图12-1为电子秒表的电原理图。按功能分成三个单元电路进行分析。

1、控制电路

图12-1中单元Ⅰ为用集成JK触发器组成的控制电路为三进制计数器，图12-2为三进制计数器的状态转换图。其中00状态为电子秒表保持状态,01状态为电子秒表清零状态,10状态为电子秒表计数状态。

JK触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号和计数信号。注意：调试的时候先对JK触发器清零。二、实验原理图12-1为电子秒表的电原理图22、时钟发生器

图12-1中单元Ⅱ为用555定时器构成的多谐振荡器，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。2、时钟发生器3原理图分频计数计数原理图分频计数计数43、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1-1中单元Ⅳ所示。其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD

取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，其输出端与译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1～0.9秒；1～9.9秒计时。3、计数及译码显示5

74LS90是异步二-五-十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。图1-1为74LS90引脚排列，表1-1为功能表。通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下：

74LS90是异步二-五-十进制加法计数器，它既6

(1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。

(2)计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。

(3)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。

(4)若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，则构成异步5421码十进制加法计数器。(1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端7

(5)清零、置9功能。

a)异步清零

当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。

b)置9功能当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA＝1001。(5)清零、置9功能。8表1-174LS90功能表保持不变11十进制计数QAQDQCQB输出5421BCD码

QD↓十进制计数QDQCQBQA输出8421BCD码↓QA五进制计数QDQCQB输出

1↓二进制计数QA输出↓10××00××0置91001××11×00×清00000×××00×11CP1CP2

S9(1)S9(2)R0(1)R0(2)QDQCQBQA时钟置9清0功能输出输入表1-174LS90功能表保持不变19三、实验设备1、＋5V直流电源；2、双踪示波器；3、直流数字电压表；4、数字频率计；5、单次脉冲源；6、连续脉冲源；7、逻辑电平开关；8、逻辑电平显示器；9、译码显示器；10、74LS00×2、555×1、74LS90×3和74LS112、电位器、电阻和电容若干。三、实验设备10四、实验内容与步骤

由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。

四、实验内容与步骤由于实验电路中使用器件较多11

1、控制电路（JK触发器）的测试

测试方法为:加三个单脉冲,看是否完成类似图12-2的三个有效状态的一次循环。

2、时钟发生器的测试

测试方法参考实验十五，用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节RW，使输出矩形波频率为50Hz。1、控制电路（JK触发器）的测试12

3、计数器的测试

(1)计数器①接成五进制形式，RO(1)、RO(2)、S9(1)、S9(2)接逻辑开关输出插口，CP2接单次脉冲源,CP1接高电平“1”，Q3～Q1（Q0不接）接实验设备上译码显示输入端C、B、A（D接低电平）,按表12-1测试其逻辑功能，记录之。

(2)计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，同内容（1）进行逻辑功能测试。记录之。

(3)将计数器①、②、③级连，进行逻辑功能测试。记录之。3、计数器的测试13

4、电子秒表的整体测试

各单元电路测试正常后，按图12-1把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。加三个单脉冲,观察是否工作在三个有效循环状态（清零、计数、停止）。注意：三个有效循环状态的顺序不能错。

5、电子秒表准确度的测试利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。4、电子秒表的整体测试14五、实验报告总结电子秒表整个调试过程。分析调试中发现的问题及故障排除方法。五、实验报告15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；学习电子秒表的调试方法。一、实验目的

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16二、实验原理

图12-1为电子秒表的电原理图。按功能分成三个单元电路进行分析。

1、控制电路

图12-1中单元Ⅰ为用集成JK触发器组成的控制电路为三进制计数器，图12-2为三进制计数器的状态转换图。其中00状态为电子秒表保持状态,01状态为电子秒表清零状态,10状态为电子秒表计数状态。

JK触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号和计数信号。注意：调试的时候先对JK触发器清零。二、实验原理图12-1为电子秒表的电原理图172、时钟发生器

图12-1中单元Ⅱ为用555定时器构成的多谐振荡器，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。2、时钟发生器18原理图分频计数计数原理图分频计数计数193、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1-1中单元Ⅳ所示。其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD

取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，其输出端与译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1～0.9秒；1～9.9秒计时。3、计数及译码显示20

74LS90是异步二-五-十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。图1-1为74LS90引脚排列，表1-1为功能表。通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下：

74LS90是异步二-五-十进制加法计数器，它既21

(1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。

(2)计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。

(3)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。

(4)若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，则构成异步5421码十进制加法计数器。(1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端22

(5)清零、置9功能。

a)异步清零

当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。

b)置9功能当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA＝1001。(5)清零、置9功能。23表1-174LS90功能表保持不变11十进制计数QAQDQCQB输出5421BCD码

QD↓十进制计数QDQCQBQA输出8421BCD码↓QA五进制计数QDQCQB输出

1↓二进制计数QA输出↓10××00××0置91001××11×00×清00000×××00×11CP1CP2

S9(1)S9(2)R0(1)R0(2)QDQCQBQA时钟置9清0功能输出输入表1-174LS90功能表保持不变124三、实验设备1、＋5V直流电源；2、双踪示波器；3、直流数字电压表；4、数字频率计；5、单次脉冲源；6、连续脉冲源；7、逻辑电平开关；8、逻辑电平显示器；9、译码显示器；10、74LS00×2、555×1、74LS90×3和74LS112、电位器、电阻和电容若干。三、实验设备25四、实验内容与步骤

由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。

四、实验内容与步骤由于实验电路中使用器件较多26

1、控制电路（JK触发器）的测试

测试方法为:加三个单脉冲,看是否完成类似图12-2