任务九秒表电路的与制作重庆科创职业学院

秒表电路的分析与制作任务九任务提出任务目标相关知识任务分析任务制作任务提出

下图为一个秒表电路，试分析其工作原理并制作该电路任务目标

通过对秒表电路的分析与制作，理解和掌握计数器、多谐振荡器的基本工作原理

，能按工艺要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独立排除装配、调试过程中出现的简单故障。相关知识1、基本知识(1)计数器

统计输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。

计数器的种类繁多，按计数长度可分为二进制、十进制及N进制计数器。按计数脉冲的引入方式可分为异步型和同步型计数器两类。按计数的增减趋势可分为加法、减法及可逆计数器。

无论哪种类型的计数器，其必须包含存储单元(这里通称计数单元)，有时还增加一些组合逻辑门电路，其中存储单元是由触发器构成的。二进制计数器异步二进制加法计数器

所谓的异步是各个触发器的时钟不相同，在本电路中，JK触发器的J、K输入端均接高电平(图中未画出)。

每输入一个计数脉冲，F0的状态翻转计数一次，而高位触发器是在其相邻的低位触发器从1态变为0态时进行翻转计数的。计数脉冲CP序号计数器状态Q2Q1Q0012345678000001010011100101110111000本电路每来一个计数脉冲，计数器的状态加1，所以它是一个异步3位二进制加法计数器。另外，从波形图不难看出，该电路还具有分频功能同步二进制加法计数器所谓糊的同症步，脂指的爷是各唇触发利器的堪时钟祸相同对于F0触发亏器，馋每输庙入一挑个计幅数脉丛冲，适其输伏出状嗽态翻仇转一牌次；蛮对于F1触发司器，煮只有团当F0为1态时素，在击下一暂个计塘数脉姨冲下销降沿舍才进孕行状友态的肥翻转霜；对没于触告发器F2，只层有在F0、F1全为1态时葬，在副下一掀个计桂数脉偏冲下传降沿漏到来断才进岁行状伟态翻料转。对于F0触发氧器，报每输量入一碍个计沾数脉室冲，暗其输阻出状故态翻搁转一泳次；穿对于F1触发赚器，每只有洗当F0为1态时亲，在饥下一也个计朗数脉累冲下务降沿敞才进每行状堂态的对翻转批；对专于触汗发器F2，只角有在F0、F1全为1态时歼，在想下一锈个计绸数脉莫冲下枕降沿涌到来惑才进享行状捆态翻担转。十进制计数器十进倾制计回数器索是在暴二进忧制计浮数器卸的基劣础上载得出诱的，数用四服位二纹进制摄数来倚代表乞十进据制的谈每一膏位，茄所以宣也称创为二-十进针制计甚数器逼。常用84扩21津BC医D编码委方式耽，取唉四位碧二进购制数光前面蛙的“00兴00特”~路“1争00柳1”来表扇示十陶进制投的0~蕉9十个懒数码贵，去墨掉“10禾10霞”~骨“1头11穴1”六个不数。阳也就乎是计贺数器嗓计到各第九两个脉橡冲时声再来千一个靠脉冲名，即肠由“10项01锣”变为魂“00潮00侮”。第8个计胶数脉曲冲作挣用后珠，F3由0态变元为1态，留同时F0～F2均由1态变稀为0态，近因此么计数细器状若态为10拐00。假设坡计数刊器从Q3Q2Q1Q0=0似00集0开始授计数召，经碎过7个计女数脉净冲后怖，计类数器敏的状逐态从00横00计到01沟11。这抗时，J3=Q0Q1Q2=1，K3=Q0=1，为F3由0态变娃为1态准告备了雹条件蜘。当F3状态牲为0时，F1的输想入取聋决于Q0，这坐样由F0～F2构成立一同库步3位二勉进制侍加法锋计数令器。在第10个CP作用论后，区计数践器又描回到猴原始玩状态00虏00，这棒样，顿计数洲器便赏跳过10驶10～11紧11六个匙无效鼠状态煌，实村现了联十进崇制的扶计数努功能合。此时慈，除F0外，也因Q3=0加到F1的J1输入喂端，堡同时J2=K2=0、J3=K3=0，所易以在婚第9个CP作用西后，F1～F3状态脑均不邀变，崇计数堵器状政态为10扇01，J3=0、K3=1。第8个计继数脉络冲作歉用后剧，F3由0态变烦为1态，破同时F0～F2均由1态变笑为0态，在因此挡计数压器状袍态为10喂00。计数脉冲

CP序号计数器状态对应十进制数Q3

Q2

Q1

Q0012345678900000001001000110100010101100111100010010123456789集成计数器74LS160-74LS16374枪LS翻16仆0～74洋LS险16幕3是一离组可兔预置缝的同罚步计少数器械，在样计数露脉冲锋上升北沿作累用下胖进行狠加法雁计数柴。功能型号进制清零预置数74LS160十进制低电平异步低电平同步74LS161二进制低电平异步低电平同步74LS162十进制低电平同步低电平同步74LS163二进制低电平同步低电平同步预置并行数据输入:当预置控制端LD=0时，在CP上升沿作用下，将放置在预置并行输入端(D0～D3)的数据置入计数器，这种预置方式称为同步预置；当为高电平时，则禁止预置数。

清零:当清架零端R为低紧电平零时，胡不管CP如何致，即趴可完蛮成清多零，疼这种位清零哲方式塘称为绕异步甚清零(7勒4L破S1嘉60、74柴LS贪16坊1)；R若需狼在时竹钟脉垫冲上民升沿求作用暴下，靠才能肝完成尝清零拖功能环，这锹种清千零方档式称询为同熄步清概零(7摩4L绪S1嘴62、74屈LS伸16吧3)。计数梢控制：当ET和EP均为1时，孩在CP上升均沿作席用下崭完成傻计数爪；当ET或EP有一呆个或大全为0时，爽则禁部止计我数。进位蛛，低扶电平桑有效74坊LS求16液3和一粘个与葛非门趟组成予的六全进制需计数享器74天LS覆16稀3的级黎联电崖路CD4518CD搏45域18是二-十进虎制同菌步加锁法计赌数器郊，在肾其内狭部有2个完刚全相规同的莫计数骨器CPCPER功能↑0↓X↑1X1↓X↑0↓X0000001加计数加计数不变不变不变不变清零特点：异瓣步清纠零方黄式(R胡=1有效)；有2个时绪钟输浊入端CP和CPE，CP为上升其沿计屑数(C盲PE=1珠)，CPE为下羡降沿腹计数(C挨P=违0)。CD4060CD炎40辨60为14位二帖进制着串行谜计数/分频惰器和拦振荡凡器两部岛分构定成，一箱是14级分泳频器造，另都一部许分是竭振荡诵器。14级分骨频器储实际耕上就注是14位二诊进制济串行鸡计数近器，卫从Q4～Q10及Q12～Q14管脚距输出滚的分蕉频系吃数为24～210及212～214。振摄荡器蠢部分赖是通怕过外醉接电岂阻和册电容话构成RC振荡盼器，握也可灶以通盐过外择接晶归体构日成高展精度浸的晶用体振庆荡器高。CD岗40殊60还有服一清劲零端R，只脉要在R端上皇加一瞎高电智平或歉正脉装冲，翁即可影使计框数器肚输出善全部千为0。f≈1斥/(旋2RTCT)(2装)多谐氏振荡搅器门电路构成多谐振荡器多谐惩振荡恋器的完输出坏是在砍高、阅低电绞平之弦间不瓶断进肤行翻骗转的捡信号腿，电扫路状页态的宅翻转蔽是利绞用电塑容C充放晴电来喉实现登的T≈2彼.2RC可控棒型多芦谐振己荡器uk=1振荡uk=0振荡占空愤比和科频率惠可调鞭的多语谐振泻荡器电路骆中的RP1用于抚调节拨占空柔比，孕当RP1处于茫中间迹位置业时，C的充丙放电毅时间秃常数陶基本润相同沉，即推第一艇、二院暂稳船态的厌持续法时间产相等恢，q=5粪0%；当RP1处于渔左端悲时，C充电维慢而鄙放电私快，q<丛50肉%；同视理，仇当RP1处于移右端恭时，栽第一让暂稳菠态的查持续盖时间进小于季第二伙暂稳仙态持尘续时卷间，q>四50串%。石英朴晶体纹多谐忙振荡质器G1、G2首尾弦相接博构成炊正反威馈系花统，咽电阻R的作援用是破使反腥相器独工作减在线占性放较大区幼。当珠接上迅电源VDD后，鹅在G2输出uO的噪烟声信荒号中缸，经歼过石捉英晶仗体只叨选出饶频率韵为fS的正汁弦信抚号，写经G1、G2线性斤反相胃正反苍馈放者大后勾，uO幅值菠达到篇最大新，使渠正弦腾波削仙顶失统真，屋近似屡方波产输出单，即篇形成窝多谐厚振荡话器。谣电路组的振羡荡频系率f0由晶班振的fs来决倒定，C2用来枪微调风振荡杠频率炒。2、知识抗拓展(1吓)单稳李态触斗发器特点：电可路有朵一个缘瑞稳态比和一勿个暂虑稳态司；在具外来缘瑞触发炸信号疲作用监下，脏电路慨由稳礼态跳喂变到相暂稳郑态；晴暂稳衫态经蒜过一刃段时稳间后延会自千动返病回到影稳态吹。暂桌稳态诵所处扫时间心的长旅短取嗓决于涌电路絮本身即定时观元件上的参患数。稳态：当uI为高性电平图且R<Rof穗f(Rof法f=0爷.9殿KΩ轧)时，G2门关柔闭，uO2为高立电平插，G1门由绪于输认入全刚为1而打绍开，uO1为低善电平遍。此响时，蔬电路我处于贪稳定身状态摧。加负秀触发劈燕脉冲更电路膏翻转图为暂抚稳态：t=t1时uI产生得负跳掀变，uO1由低盐电平闪跳变雀为高洋电平瞧，uR产生笋同样旧的正历跳变宪，G2的输颠出uO2从高中电平酸变为惜低电践平，够这是沃一个吊强列听正反蔽馈过哗程，结果宽使得久电路暂迅速柿进入G1门关坛闭、G2门打皆开的民暂稳屑状态盲。自动幅返回尝稳态：在清暂稳物态期粒间，uO1经C、R到地括不断泳对电岁容充饱电，海使uR下降冲，当uR下降亏到G2门的思阈值娱电压乌时，架电路嘉将产敢生正统反馈望，结果械使得果电路秋自动节返回翻到G1打开仗、G2关闭酱的稳牵态。恢复誉过程：暂纵稳态脾结束千后，利电容C上已春充有疼一定至的电岂压，旱因此拣，需狗经C的放叛电过独程，页电容薯上的碧电压炎才能灾恢复毒到稳掏态时秤的数屠值，能这一隔过程伤即为格恢复黄过程想恢复为过程暴结束乒后，舟才允乔许输灶入下狼一个锐触发叙脉冲诊。输出详脉冲见宽度tW≈0著.7RC恢复秃实间tretre=(租3～5)滚RC最高失重复们触发频率fma骂xfma班x=1粪/（tw+tre）(2究)施密皆特触壤发器特点：它量属于脸电平车触发悔方式裤；施致密特建触发般器对牵于变笼化方昼向不帅同的明输入隶信号惧，具腔有不遣同的猫阈值害电压党。任务分析秒脉钟冲电裳路由CD政40款60、CD夏45摇18、石乞英晶溪体和辈阻容签元件挤构成惨，产蛮生32逐76悼8H茂z的脉信冲，赠该脉输冲经CD拖40信60内部14级分练频后诸，从Q14端输德出2H秤z的脉帽冲，2H浊z脉冲颜再经CD扎45精18进行2分频探后，绍即得1H想z标准牺秒脉卷冲，溜供计胃数器复使用辛。当S扳到1位置帝时，绳秒脉逆冲可晶加到择计数圆器上妹，计米数器育能对需秒脉溉冲进惰行计胜数；致当S扳到底位置2时，属计数养器无研脉冲令输入滥，计卧数器叠停止烘计数灾。分、升秒计从数器敲分别场由2片74柳LS西16黎1构成屿，均誉为60进制壁计数哑器，裁即显杜示00致~5故9。其卫中个污位的74换LS移16岸1通过馋反馈谊置0法连柏成10进制弄计数害器，唐十位桑的74貌LS矮16涂1连成6进制小计数计器，留个位蚁计数螺器通遮过与辰非门蔬向十同位计奶数器铜提供杯进位琴脉冲维。4片74定LS光48构成84象21嫁BC孤D七段鉴显示务译码嗽器，稻将各谦位计绵数器谈的计收数值湖译成巩能驱窜动共绢阴极LE川D数码椒管LC茫50毁11材-1南1的七挪段信烛号。电路恩中的斑按钮症开关K为清迎零开污关，夺秒表掘正常区计时铸时，K应断听开，皂使A点为底高电扯平；绝当需遇将秒忆表清匪零时连，只钓需按找一下结按钮捉开关K，使悲各位74恩LS嘱16锦1的清送零端R出现缩慧一个谣负脉瓜冲即絮可。任务制作1、电子首元器悟件的么检测键与筛议选(1岗)外观原质量冒检查应完威整无绣损，纠各种称型号元、规抢格、情标志寇应清例晰、浆牢固管，标搂志符屠号不巾能模名糊不毛清或