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电子秒表华农.docx

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华南农业大学实验报告

专业班次组别 10&19

题目实验五电子秒表

一、实验目的

姓名（学号） BRIANBRIAN 日期

19.5.10

1.掌握电子系统的启动与停止单元电路的构成

2.掌握时钟信号的产生、计数、译码及显示电路的工作原理及电路组成方法

3.掌握不同类型芯片间接口电路的应用

4.掌握电子系统的调试与性能测试

二、实验仪器与元器件

1.双踪示波器、函数信号发生器、直流电源、IC 测试仪、万用电表、数字电路实验室

2.共阴 LED、CD4511、555 定时器、74LS90、74LS00、电阻、电容、电位器

三、实验注意事项

1.需要注意数码管是共阴极（CK）的，公共端接地；

2.需要按照模块进行测试，方便接线的检验。

四、设计原理

1 电路总体设计

写出设计思路，按模块功能简单绘制电路总体框图；

按照实验任务，将各单元电路分模块逐个进行接线和测试，①测试基本 RS 触发器，启动和停止秒表工作；②单稳态

触发器为计数器提供清零信号；③时钟发生器及计数器的逻辑功能，由 555 定时器构成多谐振荡器作为时钟源，加

法计数器构成电子秒表单元;④ 译码显示电路显示出电子秒表的内容。

测试完各单元电路正常工作后，再将有关电路连接起来进行测试。

74ls00 引脚图：

功能：四组二输入与非门

2 模块 1 RS 触发器

RS① 触发器是构成其它各种功能触发器的基本组成部分。又称为基本 RS 触发器。结构是把两个与非门或者或非门

成绩：教师：日期：

华南农业大学实验报告

专业班次组别 10&19

题目实验五电子秒表姓名（学号） BRIANBRIAN 日期

19.5.10

G1、G2 的输入、输出端交叉连接。

② 接线图及 74LS00 引脚图：

③ 逻辑状态表

1.当 R 端无效(1)，S 端有效时(0)，则 Q=1,Q 非=0,触发器置 1。

2.当 R 端有效(0)、S 端无效时(1)，则 Q=0,Q 非=1,触发器置 0。

3.当 RS 端均无效时(0)，触发器状态保持不变。

4.当 RS 端均有效时(1)，触发器状态不确定。

④ 基本 RS 触发器在电子秒表实验中的职能是启动和停止秒表工作

3 模块 2 单稳态触发器

① 单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，

暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中 RC 延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并

在输出端获得一个脉冲宽度为 tw 的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度 tw，就是暂稳态的维持时间，其

长短取决于电路的参数值。

② 由 NE555 构成的单稳态触发器电路及工作波形如图 1 所示。图中 R，C 为外接定时元件，输人的触发信号 ui 接在

低电平触发端（2 脚）。

稳态时，输出 uo 为低电平，即无触发器信号（ui 为高电平）时，电路处于稳定状态——输出低电平。在 ui 负

脉冲作用下，低电平触发端得到低于（1/3）Vcc，触发信号，输出 uo 为高电平，放电管 VT 截止，电路进入暂稳

成绩：教师：日期：

华南农业大学实验报告

专业班次组别 10&19

题目实验五电子秒表姓名（学号） BRIANBRIAN 日期

19.5.10

态，定时开始。

在暂稳态期间，电源＋Vcc→R→C→地，对电容充电，充电时间常数 T＝RC，uc 按指数规律上升。当电容两端

电压 uc 上升到（2/3）Vcc 后，6 端为高电平，输出 uo 变为低电平，放电管 VT 导通，定时电容 C 充电结束，即暂

稳态结束。电路恢复到稳态 uo 为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来时，又重复上述过程。工作波形图如图（b）

所示。

输人一个负脉冲，就可以得到一个宽度一定的正脉冲输出，其脉冲宽度 tw 取决于电容器由 0 充电到（2/3）

Vcc，所需要的时间。可得：

tw=1.1rc

③ 单稳态触发器在电子秒表中是为计数器提供清零信号。

4.模块 3 555 定时器构成多谐振荡器

① 由 555 定时器和外接元件 R1、R2、C 构成多谐振荡器，脚 2 与脚 6 直接相连。电路有稳态,仅存在两个暂稳态,电

路亦不需要外接触发信号,利用电源通过 R1、R2 向 C 充电, 以及 C 通过 R2 向放电端 DC 放电,使电路产生振荡。电

容 C 在 2/3VCC 和 1/3VCC 之间充电和放电,从而在输出端得到一系列的矩形波。

② 电路图及输出波形：

多谐振荡器电路图输出信号的时间参数为：

T1=0.693③ （RA+RB）

T2=0.693RB*C

震荡周期：

T=T1+T2=0.693(RA+2RB)C.

其中, tw1 为 VC 由 1/3VCC 上升到 2/3VCC 所需的时间,tw2 为电容 C 放电所需的时间。555 电路要求 R1 与 R2 均应

不小于 1KΩ,但两者之和应不大于 3.3MΩ。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性,555 定时器配以少量的元

件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此,这种形式的多谐振荡器应用很广。

成绩：教师：日期：

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