基于74LS192的30秒倒計時設(shè)計-哈工大電工實驗

姓名####班級########學號#######實驗日期2015.5.26節(jié)次5—6教師簽字成績基于74LS192的30秒倒計時設(shè)計實驗?zāi)康恼莆?55定時器的功能；了解74LS192減法計數(shù)器的功能；掌握RS觸發(fā)器在消除開關(guān)抖動中的應(yīng)用；掌握調(diào)試電路的方法；掌握電路設(shè)計的基本思想和流程?？傮w設(shè)計方案1）30進制計數(shù)器的設(shè)計本實驗采用74LS192芯片作為計數(shù)器，74LS192是同步的加減計數(shù)器，其具有清除和置數(shù)的功能。本實驗選擇兩片74LS192作為分別作為30的十位和個位。本實驗中將作為十位的計數(shù)器輸入端置為0011而將個位的輸入端置為0000。將兩片74LS192的置數(shù)端連出來與開關(guān)B相連，開關(guān)B控制置數(shù)端與高電平還是低電平，從而實現(xiàn)當30倒計時到00時，通過手動操作開關(guān)B而可以重新開始倒計時，計數(shù)器的電路連接如下圖所示：圖1：計數(shù)器電路設(shè)計2）T=1s的時間脈沖的設(shè)計本實驗采用由555定時器組成的多諧振蕩器來產(chǎn)生周期為1s的時間脈沖，從而為30秒倒計時提供了脈沖輸入。這里取R1=51kΩ,R2=47kΩ,C=10μF。由于震蕩周期T≈0.7（R1+2R2）C=0.7×（51kΩ+2×47kΩ）×10μF=1.015s，顯然這樣的設(shè)計是符合實驗要求的。圖2：555定時器組成的多諧振蕩器3）RS觸發(fā)器控制電路設(shè)計將RS觸發(fā)器應(yīng)用到開關(guān)電路中能很好的對30秒倒計時進行控制。當B開關(guān)打到右側(cè)時，無論A開關(guān)打到哪側(cè)，倒計時均未開始；當B開關(guān)打到左側(cè)時，A開關(guān)打到右側(cè)開始倒計時，A開關(guān)打到左側(cè)暫停倒計時。圖3：RS開關(guān)控制電路實驗電路圖運用Multisim13繪制的實驗電路圖如下所示：實驗步驟及實驗數(shù)據(jù)記錄按照電路圖首先連接好555定時器組成的多諧振蕩器的電路，RA采用定值電阻，RB采用電位器，將時間脈沖輸出端連接至示波器的一個通道，對RB電阻進行微調(diào)，直到輸出波形的頻率為1Hz左右，此時該多諧振蕩器產(chǎn)生的時間脈沖符合實驗要求。記錄此時脈沖的頻率。再將74LS192構(gòu)成的30進制減法計數(shù)器電路連接好，注意到實驗箱上的數(shù)碼管的譯碼器為CD4511，所以74LS192的輸出端口3,2,6,7分別接在CD4511的輸入端口A,B,C,D上。最后按照電路圖將RS觸發(fā)器的開關(guān)控制電路連接好，并將控制電路與脈沖電路連接好，二者用74LS08芯片構(gòu)成與門連入電路，74LS08的管腳圖與74LS00與非門的管腳類似，所以較為簡單。連接電路的操作均在斷電情況下進行。電路連接無誤后接通電源，控制開關(guān)B,A的開與關(guān)，觀察數(shù)碼管數(shù)字顯示狀態(tài)。數(shù)據(jù)記錄與實驗現(xiàn)象：脈沖頻率f=0.982Hz；R1=51kΩ，R2=47kΩ開關(guān)控制電路的實驗現(xiàn)象：當開關(guān)B置于低電平時無論A開關(guān)置于哪側(cè)，倒計時均顯示在30沒有變化；當B接高電平時，A開關(guān)置于右側(cè)開始倒計時，當將開關(guān)打至左側(cè)時，倒計時暫停。下圖為在實驗室連線的實際電路圖：圖8：實驗室連線調(diào)試實驗結(jié)論通過本實驗基本實現(xiàn)了由主要由74LS192構(gòu)成的30秒倒計時電路的功能。掌握了74LS192級聯(lián)的組成三十進制的方法。同時掌握了555定時器構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生時間脈沖的功能，掌握了調(diào)試電路的方法。對RS觸發(fā)器開關(guān)電路有了更深刻的理解，并認識到其對電路的重要性。實驗中出現(xiàn)的問題及解決對策問題1：首次將電路連接好以后，并沒有出現(xiàn)實驗結(jié)果，數(shù)碼管顯示并非有規(guī)律的數(shù)字遞減。解決對策：按照電路圖對實驗實際電路進行校核，并將555多諧振蕩的時間脈沖輸入換為實驗箱自己提供的1HZ脈沖，發(fā)現(xiàn)問題并沒有得到解決，最后在層層的排查中發(fā)現(xiàn)74LS192的有的輸入端沒有置零，再將應(yīng)當接地的輸入端接地后，出現(xiàn)了符合實驗要求的實驗結(jié)果。問題2：555多諧振蕩產(chǎn)生的時間脈沖并未符合實驗要求。解決對策：微調(diào)電位器的阻值，并配合使用示波器觀察波形，并校驗相關(guān)參數(shù)，再連入電路觀察30秒倒計時能否正常工作。再多次對電路的調(diào)試之后出現(xiàn)了符合實驗要求的結(jié)果。本次實驗的收獲和體會、對電路實驗室的意見或建議收獲和體會：此次實驗我準備了很長時間，從圖書館借了有關(guān)書籍并認真閱讀，并重點查閱了有關(guān)555定時器和74LS192芯片的相關(guān)資料。同時我還自學Multisim電路仿真軟件的使用方法，并最終將電路仿真制作出來。但當親自到實驗室連電路時我發(fā)現(xiàn)電路仿真和實際情況并不是一回事，在實際電路中導線的連接是一個大問題，如果不加注意很可能連錯，比如忘將置零端接地的狀況就導致實驗時間被白白拉長。不過這也正是設(shè)計性實驗的有趣之處，能夠很好的鍛煉到自己實際操作能力，同時也培養(yǎng)了解決問題的能力，這為以后的工作和學習打下了良好的基礎(chǔ)。意見或建議：建議能再增加一些實驗臺，這樣能夠給學生更多做實驗的時間；建議增加一些連電路的導線，特別是紅色的短導線，短導線在連接電路時不容易搞混，有利于節(jié)省檢查電路的時間。參考文獻[1]楊世彥.電工學（中冊）電子技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2008,04:23