数字电子秒表

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、试验目的

二、试验原理图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、限制电路图12-1中单元Ⅰ为用集成JK触发器组成的限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供应清零信号和计数信号。留意：调试的时候先对JK触发器清零。2、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。调整电位器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。原理图分频计数计数3、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。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：

(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。

(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。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功能输出输入三、试验设备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。四、试验内容与步骤由于试验电路中运用器件较多，试验前必需合理支配各器件在试验装置上的位置，使电路逻辑清晰，接线较短。试验时，应依据试验任务的次序，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解除故障，保证明验顺当进行。1、限制电路（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试验十五，用示波器视察输出电压波形并测量其频率，调整RW，使输出矩形波频率为50Hz。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）接试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。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