1、華南農業大學實驗報告 專業班次組別10&19 題目實驗五電子秒表姓名（學號）BRIANBRIAN日期19.5.10 一、實驗目的 1. 掌握電子系統的啟動與停止單元電路的構成 2. 掌握時鐘信號的產生、計數、譯碼及顯示電路的工作原理及電路組成方法 3. 掌握不同類型芯片間接口電路的應用 4. 掌握電子系統的調試與性能測試 二、實驗儀器與元器件 1. 雙蹤示波器、函數信號發生器、直流電源、IC測試儀、萬用電表、數字電路實驗室 2. 共陰LED、CD451K 555定時器、74LS90、74LS00.電阻、電容、電位器 三、實驗注意事項 1. 需要注意數碼管是共陰極（CK）的，公共端接地； 2.

2、需要按照模塊進行測試，方便接線的檢驗。 四、設計原理 1電路總體設計寫出設計思路，按模塊功能簡單繪制電路總體框圖；按照實驗任務，將各單元電路分模塊逐個進行 接線和測試，測試基本RS觸發器，啟動和停止秒表工作；單穩態觸發器為計數器提供清零信號；時鐘發生 器及計數器的邏輯功能，由555定時器構成多諧振蕩器作為時鐘源，加法計數器構成電子秒表單元；譯碼顯示 電路顯示出電子秒表的內容。測試完各單元電路正常工作后，再將有關電路連接起來進行測試。 741s00引腳圖: 功能：四組二輸入與非門 2模塊1 RS觸發器 專業班次組別10&19 題目實驗五電子秒表姓名（學號）BRIANBRIAN日期19. 5. 1

3、0 RS觸發器是構成其它各種功能觸發器的基本組成部分。又稱為基本RS觸發器。結構是把兩個與非門或者或非門 Gl、G2的輸入、輸出端交叉連接。 接線圖及74LS00引腳圖： 邏輯狀態表 1當R端無效（1） , S端有效時（0）,則Q=1,Q非二0,觸發器置1。 2當R端有效（0）、S端無效時（1）,則Q=0,Q非二1,觸發器置0。 3. 當RS端均無效時（0），觸發器狀態保持不變。 4. 當RS端均有效時（1），觸發器狀態不確定。 基本RS觸發器在電子秒表實驗中的職能是啟動和停止秒表工作 3模塊2單穩態觸發器 單穩態觸發器的特點是電路有一 個穩定狀態和一個暫穩狀態。在觸發信號作用下，電路將由穩態

4、翻轉到暫穩態，暫穩態是一個不能長久保持的狀態， 由于電路中RC延時壞節的作用，經過一段時間后，電路會自動返回到穩態，并在輸出端獲得一個脈沖寬度為tw的矩 形波。在單穩態觸發器中，輸岀的脈沖寬度tw ,就是暫穩態的維持時間， 其長短取決于電路的參數值。 由NE555構成的單穩態觸發器電路及工作波形如圖1所示。 成績:教師:日期: 華南農業大學實驗報告 圖中R, C為外接定時元件， 低電平觸發端（2腳）。 輸人的觸發信號ui接在 成績:教師:日期: 華南農業大學實驗報告 題目實驗五電子秒表姓名(學號)BRIANBRIAN日期19.5.10其中,twl為VC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的時

5、成績:教師:日期: 題 目 實驗五 電子秒表 姓名（學號）BRIANBRIAN日期19.5.10 穩態時，輸出uo為低電平，即無觸發器信號（ui為高電平）時，電路處于穩定狀態一一輸出低電平。在ui負脈沖作用 下，低電平觸發端得到低于（1/3 ） Vcc,觸發信號，輸出uo為高電平，放電管VT截止，電路進入暫 穩態，定時開始。 在暫穩態期間，電源+ Vcc-R-Cf地，對電容充電，充電時間常數T= RC, uc按指數規律上升。當電容 兩 端電壓UC上升到（2/3 ） Vcc后，6端為高電平，輸出UO變為低電平，放電管VT導通，定時電容C充電結束, 即 暫穩態結束。電路恢復到穩態uo為低電平的狀態

6、。當第二個觸發脈沖到來時，又重復上述過程。工作 波形圖如圖 （b）所示。 輸人一個負脈沖，就可以得到一個寬度一定的正脈沖輸出，其脈沖寬度tw取決于電容器由0充電到（2/3 ） Vcc,所需要的時間。可得： tw= 1. lrc to b 單穩態觸發器在電子秒表中是為計數器提供清零信號。 4.模塊3 555定時器構成多諧振蕩器 由555定時器和外接元件Rl、R2、C構成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路有穩態，僅存在兩個暫穩態，電 路亦不需要外接觸發信號，利用電源通過Rl、R2向C充電，以及C通過R2向放電端DC放電，使電路產生振蕩。 電容C在2/3VCC和1/3VCC之間充電和放電,從而在輸

7、出端得到一系列的矩形波。 電路圖及輸出波形: Ti.oipt 多諧振蕩器電路圖輸岀信號的時間參數為: Tl=0. 693 (RA+RB) C, T2=0. 693RB*C 震蕩周期：T=T1+T2=O. 693 (RA+2RB) C. 專業班次組別10&19 但兩者之和應不大于3.3MQ。外部 ,555定時器配以少量的元 間，tw2為電容C放電所需的時間。555電路要求R1與R2均應 不小于1KQ, 元件的穩定性決定了多諧振蕩器的穩定性 這種形式的多諧振蕩器應用很廣。 件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。因此, 根據公式，用示波器觀察輸出電壓，并測量其頻率，根據Tl=0. 6

8、93( RA+RB)C, T2=0. 693RB*C. T=T1+T2, 其中 C=4. 7 UF,令 RB=30K , f=50hz 周期 T二0. 2s ,則 RB二 1, 404. 31672346566 Q. 5. 模塊4加法計數器構成電子秒表的技術單元 計數：計數是一種最簡單、最基本的邏輯運算，計數器的種類繁多，如 按計數器中觸發器翻轉的次序分類，可分為同步計數器和異步計數器；按計數器計數數字的增減分類，可分為加法計數器、 減法計數器和可逆計數器等。本 實驗中利用了 74LS90模塊進行計數，該電路是由4個主從觸發器和用作除2計數器 及計數周期長度為除5的3位 2進制計數器所用的附加

9、選通所組成。將B輸入同QA輸出連接，輸入計數脈沖可加到輸入A上，此時輸出引腳就 能 如真值表要求輸岀。74LS00為四組2輸入端與非門。 74LS90功能：74LS90可以實現四種不同的邏輯功能；而且還可借助R0(l)、R0 (2)對計數器清零，借助6、7腳 將計數器置9o 6、 7為置9輸入端，不用時應接地。這里我們需要用到異步8421碼十進制加法計算，所以將若將1和12相連，計數 脈沖由14輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端計數脈沖從A輸入時，QA作為輸出端，為二進制計數器。計數脈沖 從B輸入，QD、QC、QB作為輸出端時，為異步五進制加法計數器。 引腳圖： 真值表: 題目實驗五電子秒

10、表姓名（學號）BRIANBRIAN日期19.5.10 6. 模塊5譯碼顯示電路顯示岀電子秒表的內容 譯碼和顯示：十進制計數器的輸出經譯碼后驅動數碼管，可以顯示0為十個數字，CD4511是BCD、7段譯碼驅動集 成電路。其引腳的LT為試燈輸入，BI為消隱輸入，LE為鎖定允許輸入，A、B、C、D為BCD碼輸入，ag為七 段譯碼。LED數碼管是常用的數字顯示器，分共陰和共陽兩種。而數碼管的發光原理和普通發光二極管是一樣的，所以 可將數碼管的亮段當成幾個發光二極管。根據內部發光二極管的共連接端不同，可以分為共陽極接法和共陰極接法， 共陽極接法就是七個發光二極管的正極共同接電源VCC,通過控制每個發光二

11、極管的負極是否接地來顯示數字。共陰極 接法就是車個發光二極管的負極共同接地GND,通過控制每個發光二極管的正極是否接電源來顯示數字。管腳分別控制 著每個發光二極管的亮暗。 CD4511真值表： 華南農業大學實驗報告 專業班次組別10&19 題目實驗五 電子秒表 姓名（學號）共陰 BRIANBRIAN 日期 19.5.10 極數碼管接線圖: 成績:教師:日期: 譯碼器74LS47 功能：74LS47是BCD-7段數碼管譯碼器驅動器，74LS47的功能用于將BCD碼轉化成數碼塊中 的數字， 通過它來進行解碼，將每個輸入的二進制代碼譯成對應的輸出的高、低電平信號。真值表如下： 圖: 7 總體電路 實

12、驗仿 真 題 目 實驗五 電子秒表 姓名（學號）BRIANBRIAN日期19.5.10 1.模塊1 RS觸發器 RS觸發器的一路輸出Q作為單穩態觸發器的輸入，另一跟路輸出 Q作為與非門5的輸入控制信號。按動按鈕開關 K2 （接地），則門Q1輸出1,門Q輸岀0, K2復位后Q、Q1狀態保持不變。再按動按鈕開關K1；則Q由0變為 1, 為計數器啟動作為準備。Q1由1變為0,啟動單穩態觸發器工作。 按動按鈕開關K2 （接地），則門Q1輸出1,門Q輸出0, K2復位后Q、Q1狀態保持不變。 Q O 再按動按鈕丿關 K1；則Q由0變為1,為讓數器啟動作為準備。Q1由1變為0,啟動單穩態觸發器工作。 2模

13、塊2單穩態觸發器 輸入端接受1KHZ的連續脈沖源，用示波器觀察并記錄VC和V0點的波形，因為RC的取值，輸出脈沖持續時間太 華南農業大學實驗報告 短，難以觀察，這里選取R=lkQ和C=1 nF進行觀察，待測試完畢再更換成計算值。 成績:教師:日期: 華南農業大學實驗報告 XSC1- 3.模塊3 555定時器構成多諧振蕩器，作為時鐘源 根據公式，用示波器觀察輸出電壓，并測量其頻率，根據Tl=0. 693( RA+RB) C, T2=0. 693RB*C. T=T1+T2,其中04.7 nF,令 RB=30KQ , f=50hz 周期 T=0. 2s ,則 RB=1, 404. 31672346566 Q 題目實驗五電子秒表姓名（學號）BRIANBRIAN日期19.5.10 專業班次 組別 10&19 4.模塊4加法計數器 動按鈕開關K2 （接地），則門Q1輸岀1,門Q輸出0, K2復位后Q、Q1狀態保持不變。再按動按鈕開關K1；則 Q由 0變為1,為計數器啟動作為準備。Q1由1變為0,啟動單穩態觸發器工作。 成績:教師:日期: 專業班次組別10&19 目實驗五電子秒表 姓名（學號）BRIANBRIAN 日期 19.5.10 RS觸發器 六、實驗收獲與體會 在本次實驗過程中，我們小組按照預習仿真一步步進行接線，可是結果并不理想。我們分模塊測試的順序是: 專業班次組