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电子秒表华农.docx
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2022-06-17
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这篇文档主要介绍了一个基于电子秒表的实验,该实验在华南农业大学进行,目的是让学生掌握电子系统的基本构造和工作原理,包括启动与停止单元、时钟信号的产生、计数、译码及显示电路的设计,以及不同芯片间的接口电路应用。实验涉及到的硬件设备包括双踪示波器、函数信号发生器、直流电源等,并使用了特定的电子元器件如共阴LED、CD4511、555定时器等。 实验中首先提到了RS触发器,它是构成其他各种功能触发器的基础,用于启动和停止秒表工作。RS触发器由两个与非门(74LS00)交叉连接组成,其工作状态受R和S端控制,可以实现置1、置0、保持和不定四种状态。 接着是单稳态触发器的介绍,它在电子秒表中起到计数器清零的作用。由NE555定时器构建的单稳态触发器,当输入负脉冲时,电路进入暂稳态,输出高电平,然后通过RC网络自动回到稳态,输出低电平,脉冲宽度tw由RC时间常数决定。 第三部分涉及555定时器构成的多谐振荡器,它能够产生一系列矩形波,振荡周期由外部电阻和电容的值确定。555定时器的脚2和脚6相连,通过R1、R2和C的充放电产生振荡,输出波形的时间参数由电阻和电容的组合决定。 整个实验过程强调了模块化测试的重要性,先测试每个单元电路的功能,确保正常后再连接成完整系统进行测试。实验还提醒注意数码管的共阴极特性以及安全操作注意事项。 总结来说,这个电子秒表实验是学习数字电路和电子系统设计的良好实践,涵盖了基本逻辑门电路、触发器、脉冲产生与整形电路等核心知识点,有助于学生理解和掌握电子系统的工作原理。通过实际操作,学生能够提升动手能力和问题解决能力,为未来深入学习和从事相关领域的工作打下坚实基础。
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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)
C,
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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- mis__rain2024-07-13资源值得借鉴的内容很多,那就浅学一下吧,值得下载!
G11176593
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