8.10 《项目8数字钟电路的设计与制作》课件.ppt

8.1.3 555单稳态触发器 单稳态触发器的特点： （1）它有一个稳态和一个暂稳态。 （2）在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。 （3）暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数。 被广泛用于延时以及定时等。 1.电路组成 2.工作原理分析 8.1.4 555多谐器 1.电路组成 由555构成的多谐振荡器，简称555多谐器，电路如图8-7（a）所示。 3.占空比可调的555多谐器 占空比可调的555多谐器如图8-8所示。二极管D1、D2使电容充、放电电流路经不同，充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止。 8.1.5 秒脉冲电路制作 1.器件、器材 实训需要设备包括5V直流电源、数字电路实验装置、示波器、频率计、万用表和电烙铁。实训电路如图8-9（a）所示，由图可知，所需器材如表8-2所示。 2.元器件识别与测试 （1）555定时器的识别与检测 识读555定时器各个引脚，在数字电路实验装置上按图8-9搭建555定时器检测电路。如果555定时器正常，则其3脚输出的信号将驱动发光二极管LED周期性地闪烁，否则555定时器损坏。 任务8.2 计数、译码和显示电路分析与制作 8.2.1 时序逻辑电路分析 1.时序逻辑电路的特点 电路的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且还与电路原来的状态有关，当输入信号消失后，电路状态仍维持不变。 时序逻辑电路：具有存储记忆功能的电路。其结构示意如图8-10所示。 4.时序逻辑电路分析 时序逻辑电路的分析就是根据给定的时序逻辑电路，写出它的方程、列出状态表、画出状态图和时序图，而后分析出它的功能。时序逻辑电路的分析方法一般有以下4个步骤。 （1）写方程式。根据已知的逻辑图写出其时钟方程、驱动方程、输出方程。 时钟方程就是存储电路中各触发器时钟信号CP的逻辑表达式(同步时序逻辑电路可不写)。 输出方程就是时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。 驱动方程就是各触发器输入端的逻辑表达式。 状态方程就是各触发器次态的输出逻辑表达式。为了得到状态方程，只要将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。 （2）列状态转换真值表。将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出值，然后列出状态转换真值表。如现态的起始值已给定值，则从给定值开始计算；如没有给定值，则可设定一个现态起始值依次进行计算。 （3）画状态转换图和时序图。画状态转换图就是画出电路由现态转换到次态的图形。画时序图就是画出在时钟脉冲CP作用下各触发器状态变化的波形图。 （4）确定电路功能。即用文字说明电路为何种功能电路，能否自启动。 【例8-1】 分析如图8-11所示电路的逻辑功能。设起始状态为Q3Q2Q1=000。 （2）列状态转换真值表 状态转换真值表如表8-5所示(注意：F1、F2分别只有在Q0、Q1由1变为0时，才翻转)。 8.2.2 二进制计数器 二进制计数器：当时序逻辑电路的触发器位数为n，电路状态按二进制数的自然态序循环，经历2n个独立状态时，称此电路为二进制计数器。 二进制计数器是计数器中最基本的电路，计数容量为M=2n。 二进制计数器种类：有同步二进制计数器和异步二进制计数器。例8-1就是一个异步二进制计数器。 【例8-2】 分析如图8-13所示电路的逻辑功能。设起始状态为Q3Q2Q1=000。 解：由图8-13可以看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上，因此它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。 （1）写方程式 （2）列状态转换真值表（见表8-6） （3）画状态转换图和时序图（见图8-14）。 （4）确定电路功能 由以上分析可知：该电路在输入第6个计数脉冲CP后，返回原来的状态，同时输出端Y输出一个进位脉冲。因此图8-13所示电路为同步六进制计数器。 8.2.3 十进制计数器 1.同步十进制加法计数器 以同步十进制加法计数器为例，介绍这类逻辑电路的工作原理。同步十进制计数器由四位JK触发器及四个与门所构成，电路如图8-15所示。 （3）由状态转换真值表可画出该计数器的状态转换图如图8-16所示。 （4）观察状态转换图可知，该计数器如果在计数开始时处在无效码状态，可自行进入有效循环体，具有自启动能力。 所谓自启动能力指时序逻辑电路中若计数器在开机时处于无效状态码的情况下，不用人工或其它设备的干预，计数器能够很快自行进入有效循环体，使无效状态码不再出现的能力。 集成计数器74LS90构成2-5-10进制计数器的方法如下： （1）14脚CPA作为时钟脉冲输入端，12脚QA作为输出端，可构成一个一位二进制计数器。 （2）1脚CPB作为时钟脉冲输入端，QD、QC、QB作为