数电实验考核电子秒表电路的设计(2)

0 × × 0 1 1 × × ↓ 1 1 ↓ 11 0 000 1 1置 9 QA 输 出 QD QC QB 输出 QD QC QB QA 输出8421BCD 码 QA QD QC QB 输出5421BCD 码 不 变 二进制计数 五进制计数 十进制计数 0 × × 0 0 × × 0 ↓ QA QD ↓ 1 1 十进制计数 保 持 (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QD QC QB QA ＝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QD QC QB QA ＝1001 。

三、实验仪器

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 电位器、电阻、电容若干

四、实验内容

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

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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。

1、基本RS 触发器的测试

将图1 的两个输出端接逻辑电平显示，按动按钮开关K2 （接地），记下Q 和 的值，按动按钮开关K1 , Q 和 的值。

2、单稳态触发器的测试 （1）静态测试

用直流数字电压表测量A、B、D、F各点电位值。记录之。

（2）动态测试

输入端接1KHZ 连续脉冲源 用示波器观察并描绘D 点（VD 、）F 点（V0 ）

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波形，如嫌单稳输出脉冲持续时间太短，难以观察，可适当加大微分电容C （如改为0.1 μ）待测试完毕，再恢复4700P 。

3、时钟发生器的测试

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 。

4、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 ”，QD ～QA 接实验设

备上译码显示输入端D 、C 、B 、A, 按表11 －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。

5、电子秒表的整体测试

各单元电路测试正常后，按图11 －1 把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。

先按一下按钮开关K2 ，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K1 ，则计数器清零后便开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计时或暂停计时，按一下开关K2 ，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。

6、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。

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五、实验调试

1、基本RS触发器的调试

按照图11-1中的单元Ⅰ连接电路，即用集成与非门构成基本RS触发器，将按钮开关K1和K2的一端接地，将Q和端均接在逻辑电平显示插口，启动实验箱上面的电源，若按动按钮开关K2，输出1，Q输出0，K2复位后，Q和的状态保持不变。当再按动按钮开关K1时，Q由0变为1，由1变为0，则说明单元Ⅰ的基本RS触发器连接正确。经调试，我们的并没有输出1，实验前，我们已经检测了所有导线，因此，不可能是导线问题，我们又仔细检查了电路的连接情况，也没有发现错误，最终查出是逻辑电平显示的灯坏了，换了插口后，此部分电路工作正常，符合要求。

2、时钟发生器的调试

按照图11-1中的单元Ⅲ连接电路，即用555定时器构成多谐振荡器，将输出端3连接到双踪示波器上，观察其波形和频率，调节电位器Rw,使输出端3获得频率为50Hz的矩形波信号。经调试，此部分电路工作正常，并且将其频率调节为50.33Hz（由于电位器的灵敏度不好，只能调节到接近50Hz），示波器的输出波形如下：

3、计数器的调试

按照图11-1中的单元Ⅳ连接电路：

计数器①接成五进制形式，计数器②及计数器③接成8421 码十进制形式，调试的过程中，计数器连接的两个数码管，其中有一个数码管上显示的数字并不改变，按照原理，它应该进行计数，而不是不变，但是查找了很久也没有找出原

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因，导线是没有问题的，也是按照电路图接的，不会出错，最终我和我的同伴把该部分的电路重新进行连接，再进行调试的时候，它能正常工作了。

4、电子秒表的整体调试

各个单元电路调试正常之后，按照图11—1把几个单元电路连接起来，进行一下整体的调试。（由于单稳态触发器这部分，实验中没有做，该部分接地即可，用555构成的多谐振荡器将50Hz的脉冲信号加在计数器①的计数输入端CP2），电路连接完毕后，数码管开始循环显示数字，表示该秒表电路连接比较成功。调试完毕。

六、实验总结

在本次的数电实验考核之中，我学到了很多东西。首先，我对电子秒表电路的各个组成部分及其功能有了清晰的了解，对基本RS触发器，单稳态触发器，时钟发生器以及计数和译码显示等单元电路的功能和基本应用有了进一步的掌握。在做实验之前，针对这个实验所涉及到的内容，我都到书上查找了相应的理论知识，好好地复习了一番，又到网上搜集了一些相关的资料，扩展了自己在这些方面的知识。在上理论课的时候，我对这些东西还不是很了解，但是在做实验的过程中，我按照电路图，亲自动手，将它们连接起来，这让我对其构造、接线和它在电路中的功能有了极深的印象，都说将理论和实践相结合，才能把知识掌握得更牢固，这话一点都没有错。在亲自动手的过程中，不仅能巩固自己的知识，而且能很好地锻炼自己的动手能力。其次，在实验过程中，我也遇到一些问题，比如，在调试基本RS触发器时，Q所接的逻辑电平显示插口上的灯是坏的，但是我们没有发现，检查几遍电路，也没有发现错误，最后换了另一个插口，调试成功。这一个很小的问题让我们检查了很久，这就说明我们要对电路很熟悉，而且要了解哪些地方容易出现问题，这样的话，检查起来会比较快捷。在计数器调试那块，出现一点问题，但由于电路非常复杂，查找起来很麻烦，我们就干脆重新连接电路，最后，我和我的搭档将它弄好了。这也让我明白：在连接电路和调试的过程中，每一步，我们都要仔细、认真地对待，不要因为一点小错误而重新再来，从一点一滴抓起，培养一种科学、严谨的态度。

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