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数字电子技术认识实验 —— 数字钟

数字电子技术认识实验 —— 数字钟. 实验内容. 检查译码显示电路的功能。 测试 74LS161 计数器的功能。 分别连接 10 进制和 6 进制计数器。 连接 60 进制或 24 进制计数器。. 实验目的. 了解数字电路的基本组成,认识数字信号、逻辑电平和逻辑关系。 接触数字电路的调试过程,对数字电路达到一个大体的感性认识。 掌握数制、码制及相互间的转换。. 实验原理. 数字钟的基本组成. 公共 阳极. d. c. b. a. BI/ RBO. LT. RBI. 公共 阳极. e. f. g. h. 译码器、数码管.

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数字电子技术认识实验 —— 数字钟

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Presentation Transcript


  1. 数字电子技术认识实验——数字钟

  2. 实验内容 • 检查译码显示电路的功能。 • 测试74LS161计数器的功能。 • 分别连接10进制和6进制计数器。 • 连接60进制或24进制计数器。

  3. 实验目的 • 了解数字电路的基本组成,认识数字信号、逻辑电平和逻辑关系。 • 接触数字电路的调试过程,对数字电路达到一个大体的感性认识。 • 掌握数制、码制及相互间的转换。

  4. 实验原理 • 数字钟的基本组成

  5. 公共 阳极 d c b a BI/RBO LT RBI 公共 阳极 e f g h 译码器、数码管 译码器74LS247 共阳极数码管

  6. 译码显示电路 • 二极管应连电阻以防电流过大烧坏。 • 实验箱上已将译码器和数码管连接好。 • 实验箱上数码管为共阴极,但原理是相同的。

  7. L 74LS161计数器

  8. 74LS161计数器时序图

  9. 74LS161计数器功能表

  10. 输入计数脉冲顺序 计数器输出 对应十进制数 输入计数脉冲顺序 计数器输出 对应十进制数 QD QC QB QA QD QC QB QA 0 0 0 0 0 0 8 1 0 0 0 8 1 0 0 0 1 1 9 1 0 0 1 9 2 0 0 1 0 2 10 1 0 1 0 10 3 0 0 1 1 3 11 1 0 1 1 11 4 0 1 0 0 4 12 1 1 0 0 12 5 0 1 0 1 5 13 1 1 0 1 13 6 0 1 1 0 6 14 1 1 1 0 14 7 0 1 1 1 7 15 1 1 1 1 15 计数 • 清零:清零端加负向脉冲。未用时接电源!

  11. 10进制、6进制计数器 74LS161接成10进制计数器 74LS161接成6进制计数器 • 与非门用74LS00

  12. 与非门74LS00引脚 书上第298页

  13. 六十进制计数器(显示秒或分)

  14. 用74LS00 24进制计数器(显示小时)

  15. 实验内容 • 检查译码显示电路的功能。 • 测试74LS161计数器的功能。 • 分别连接10进制和6进制计数器。 • 连接60进制和24进制计数器。

  16. 检查译码显示电路的功能 在实验箱上译码显示电路部分的DCBA端依次输入0000~1111代码,列表记录数码管所显示的数字或形状。

  17. L 测试74LS161计数器的功能。 在CP(时钟)端加入手控的逻辑电平信号,输出端(QD、QC、QB、QA)接发光二极管,观察并记录发光二极管亮、暗情况与CP端手动脉冲个数的关系。 • 实验中A、B、C、D悬空,P、L、T可悬空,但最好接高电平。

  18. 分别连接10进制和6进制计数器 • 计数器输出连显示译码电路。 • 首先用手动的方法,向CP端送入计数脉冲,检查功能是否正确。 • 手动检查无误后,再用实验箱上的CP方波作为输入脉冲。 • 用示波器观察并记录计数器的CP端和QD、QC、QB、QA端的波形,对计数器进行动态测试。

  19. Qa Qb Qc Qd Qa Qb Qc Qd 异步60进制(或24进制)计数器 将十进制和六进制连接起来,然后再分别将十进制的输出(Qd、Qc、Qb、Qa)和六进制的输出(Qd、Qc、Qb、Qa )分别与两个显示器电路(D、C、B、A)连接、测试。完成能显示分的电路。

  20. Qa Qb Qc Qd Qa Qb Qc Qd 同步60进制(或24进制)计数器 将十进制和六进制连接起来,然后再分别将十进制的输出(Qd、Qc、Qb、Qa)和六进制的输出(Qd、Qc、Qb、Qa )分别与两个显示器电路(D、C、B、A)连接、测试。完成能显示分的电路。

  21. 60进制可能遇到的问题 有些同学在10进制和6进制都正确且接线经检查无误后,仍然出现60进制计数错误的情况。其原因可能是: • 实验箱的因素(5V电源稳压性能、时钟边沿特性不佳、芯片矩离太远等) • 接线布局等因素引入干扰(接线太长、层叠太多、引脚悬空等)

  22. 改变设计( ); 60进制遇到问题的解决方法 • 改善接线布局以减少干扰(换短的电线、层叠在3层以下、置数L接高电平、芯片电源处接滤波电容,或重新接一次); • 在十位计数器的2脚(CP端)或1脚(清零端)接滤波电容; • 由于异步电路存在“毛刺”,容易产生误动作,因此,解决这一问题的根本方法是采用同步时序电路来设计60进制计数器。

  23. 注意事项 • 在调试时,应分阶段连接调试,一步一步地进行。例如,先连接好个位的十进制计数器,电路工作正确后,再接十位的计数器。两者都正常后,再将60进制计数器连接起来。采用这种步步为营的接线和调试方法(称为自下而上),能较容易地发现问题并排除故障。

  24. 10进制计数器输出波形

  25. 实验报告 • 实验目的、实验所需器材。 • 记录实验数据。 译码显示电路的功能测试结果; 74LS161的功能测试结果; 10进制和6进制计数器的测试结果; 数字钟分、时计数器的测试结果。 • 记录实验调试过程、遇到问题及解决情况。 • 实验体会。

  26. 0.1µF 在十位计数器的2脚(CP端)或1脚(清零端)接滤波电容

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