電工電子實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目化教程課件：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組裝與調(diào)試

六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路

組裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路中所使用的元件以及文字圖形符號(hào)；2.能說(shuō)出電路中的各個(gè)芯片的功能，會(huì)看其功能表，知道其型號(hào)、作用；3.了解電路的組成，會(huì)分析電路工作原理，會(huì)安裝電路，能調(diào)試電路的功能。能力目標(biāo)1.能說(shuō)出電路中元件作用，知道其功能以及使用方法，會(huì)識(shí)別管腳；2.會(huì)使用Multisim軟件繪制并仿真六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路功能；3.具備完成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路安裝與調(diào)試的能力；4.培養(yǎng)學(xué)生線上使用職教云、抖音、微信等在線課程平臺(tái)的能力。思德目標(biāo)1.在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中注重提升學(xué)生操作規(guī)范、責(zé)任心養(yǎng)成、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工作習(xí)慣；2.引導(dǎo)學(xué)生課下通過(guò)多種渠道完成相關(guān)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)能力。任務(wù)描述生活中計(jì)數(shù)器使用十分廣泛，常見的計(jì)數(shù)器芯片有2進(jìn)制、8進(jìn)制、10進(jìn)制、16進(jìn)制等，本任務(wù)就是在現(xiàn)有16進(jìn)制芯片74LS161的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一個(gè)六進(jìn)制的計(jì)數(shù)器電路。通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，掌握改變進(jìn)制的方法，實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)制的電路設(shè)計(jì)。知識(shí)準(zhǔn)備

六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路中包括六進(jìn)制計(jì)數(shù)電路、數(shù)碼管譯碼顯示電路、六進(jìn)制進(jìn)位以及存儲(chǔ)電路等部分組成。1.認(rèn)識(shí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組成（1）六進(jìn)制計(jì)數(shù)電路：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器是讓電路實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制的計(jì)數(shù)方式，即包括0-5六個(gè)數(shù)字，到6進(jìn)位，本任務(wù)中可以實(shí)現(xiàn)一位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器以及進(jìn)位。由16進(jìn)制芯片74LS161芯片以及與非門芯片74LS00配合實(shí)現(xiàn)，74LS161芯片在計(jì)數(shù)到6時(shí)，由74LS00反饋電平促使74LS161芯片清零；11.認(rèn)識(shí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組成（2）數(shù)碼管譯碼顯示電路：計(jì)數(shù)器的狀態(tài)使用一位共陰數(shù)碼管顯示，使用共陰數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片CD4511芯片作為數(shù)碼管的譯碼和驅(qū)動(dòng)芯片。1.認(rèn)識(shí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組成（3）六進(jìn)制進(jìn)位以及存儲(chǔ)電路：六進(jìn)制計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)達(dá)到六時(shí)需要清零并進(jìn)位，任務(wù)中使用一位D觸發(fā)器作為計(jì)數(shù)進(jìn)位的存儲(chǔ)電路，并使用一個(gè)發(fā)光二極管指示進(jìn)位狀態(tài)。1.認(rèn)識(shí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路組成74LS161是一種常用的4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，除了同步計(jì)數(shù)功能外，芯片還具有同步預(yù)置功能。預(yù)置和計(jì)數(shù)功能的選擇是通過(guò)在每個(gè)D觸發(fā)器的輸入端的2選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)的。四個(gè)D觸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)0000-1111一共16個(gè)狀態(tài)，所以74LS161是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2.認(rèn)識(shí)計(jì)數(shù)芯片74LS16174LS161芯片一共16管腳，其中P0-P3為并行數(shù)據(jù)輸入端，Q0-Q3為并行數(shù)據(jù)輸出端，異步清零當(dāng)它為低電平時(shí)，無(wú)論其他輸入端是何種狀態(tài)，都使芯片內(nèi)的所有觸發(fā)器狀態(tài)置0，稱為異步清零。時(shí)鐘脈沖CLK是技術(shù)脈沖輸入端，也是芯片內(nèi)四個(gè)觸發(fā)器的公共時(shí)鐘輸入端。并行預(yù)置使能需要在CLK上升沿之前保持低電平，數(shù)據(jù)輸入端D3-D0的邏輯值便能在CLK上升沿到來(lái)后置入芯片內(nèi)四個(gè)觸發(fā)器中。2.認(rèn)識(shí)計(jì)數(shù)芯片74LS161

清零

預(yù)置

使能時(shí)鐘

預(yù)置數(shù)據(jù)

輸出

ENP、ENTCLKP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0RCO0××××××××0000010××↑DCBADCBA0110××××××保持011×××××××保持0111×↑××××計(jì)數(shù)0111×↑××××狀態(tài)碼加11只有當(dāng)清零端

=

=ENP=ENT=1時(shí)，CP脈沖上升沿作用后，74LS161工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)。74LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。2.認(rèn)識(shí)計(jì)數(shù)芯片74LS16174LS161具有異步清零功能，在其計(jì)數(shù)過(guò)程中，不管它的輸出處于哪一狀態(tài)，只要在異步清零輸入端加一低電平電壓，使=0,74LS161的輸出立即從哪個(gè)狀態(tài)回到0000狀態(tài)。清零信號(hào)（=0）消失后，74LS161又從0000狀態(tài)開始重新計(jì)數(shù)。2.認(rèn)識(shí)計(jì)數(shù)芯片74LS161六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)就是在此基礎(chǔ)上，采用與非門74LS00芯片作為反饋清零信號(hào)，當(dāng)Q3-Q0分別為0110時(shí)，與非門輸出一個(gè)低電平用來(lái)給74LS161芯片清零，Q3-Q0為0110的狀態(tài)只是一個(gè)暫態(tài)。2.認(rèn)識(shí)計(jì)數(shù)芯片74LS161

七段數(shù)碼顯示器abcdefg七段筆畫再加一個(gè)圓形的點(diǎn)狀二極管，就可以顯示帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)碼，也稱八段數(shù)碼管。3.認(rèn)識(shí)顯示電路

數(shù)碼管通過(guò)a~g七個(gè)發(fā)光二極管的不同組合來(lái)表示0~9十個(gè)數(shù)字。這就要求譯碼器把十組8421BCD碼翻譯成用于顯示的七段二進(jìn)制代碼信號(hào)。CD4511是一塊用于驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管顯示的七段碼譯碼器，與數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)端相連，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)LED顯示器的直接驅(qū)動(dòng)。3.認(rèn)識(shí)顯示電路

①A3～A0為4線輸入（8421BCD碼），a～g為七段輸出，輸出高電平有效；

②功能端

是消隱輸入控制端，當(dāng)

=0時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字；

③

腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)

=1，

=0時(shí)，不管輸入如何譯碼輸出全為1；

④LE為鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。3.認(rèn)識(shí)顯示電路電路上電以后，74LS161芯片復(fù)位初始狀態(tài)，此時(shí)芯片處于計(jì)數(shù)模式，操作按鍵可作為74LS161芯片的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。4.分析六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路由于計(jì)數(shù)芯片74LS161的輸出狀態(tài)通過(guò)與非門反饋給，使計(jì)數(shù)器處于六位計(jì)數(shù)狀態(tài)。計(jì)數(shù)器74LS161Q3-Q0并行輸出的BCD碼通過(guò)譯碼芯片CD4511，將計(jì)數(shù)狀態(tài)顯示在數(shù)碼管上。4.分析六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路電路中還添加了一位進(jìn)位信號(hào)，每當(dāng)74LS161芯片計(jì)數(shù)達(dá)到6以后，與非門反饋的信號(hào)作為脈沖給到一個(gè)D觸發(fā)器，用來(lái)存儲(chǔ)作為進(jìn)位信號(hào)。

4.分析六進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路任務(wù)實(shí)施分類名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量工具電工工具電烙鐵、鑷子、吸錫器、驗(yàn)電筆、螺釘旋具（一字和十字）電工刀、尖嘴鉗等套1儀表萬(wàn)用表MF47型或自定塊1示波器XC4320型臺(tái)11.任務(wù)準(zhǔn)備分類名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量電子元件萬(wàn)能板15cm×9cm塊174LS161芯片

個(gè)174LS00芯片

個(gè)174LS74芯片

個(gè)1DIP16插座

個(gè)1DIP14插座

個(gè)2數(shù)碼管共陰極個(gè)1電阻10KΩ?jìng)€(gè)1電阻470Ω?jìng)€(gè)8按鍵

個(gè)1LED紅色個(gè)1輔助材料焊錫絲0.8mm

若干松香

若干連接導(dǎo)線

若干1.任務(wù)準(zhǔn)備（1）按照給定的原理圖，完成電路的繪制；（2）調(diào)整輸入電源電壓為DC5V，驗(yàn)證電路功能。1.任務(wù)準(zhǔn)備（1）先繪制元件位置及焊盤格數(shù)，必備鉛筆，尺子，橡皮等工具，注意元件引腳所在的焊盤要重點(diǎn)涂黑；（2）電路中元件的位置盡量按照原理圖位置布置；（3）元件排布要大小合適，電路布局合理，緊湊；（4）連接導(dǎo)線，用粗線連接，連接導(dǎo)線不能交叉；（5）寫上元件流水標(biāo)號(hào)，并檢查所有圖紙，是否有漏畫或畫錯(cuò)。2.繪制元件布置布線圖1.焊接步驟（1）根據(jù)元件明細(xì)表配齊元件并檢測(cè)；（2）清除元件引腳處的氧化層；（3）考慮元件在萬(wàn)能板上的整體布局；（4）根據(jù)接線圖將元件從左到右焊接在萬(wàn)能板上；（5）檢查焊接正確與否，是否有虛焊、漏焊。2.注意事項(xiàng)（1）發(fā)光二極管、電解電容、數(shù)碼管、74LS161、74ls74、CD4511等元件需要區(qū)分極性注意管腳的次序；（2）芯片的位置需要焊接底座，芯片安裝在底座上；（3）按照?qǐng)D接線不能出現(xiàn)虛焊漏焊現(xiàn)象；（4）走線要求橫平豎直，不能走斜線板子上的走線要求貼板；（5）引入引出線或連接導(dǎo)線的線頭處長(zhǎng)度不能超過(guò)1MM；（6）測(cè)量電壓時(shí)，須選擇適宜的量程而且注意交流與直流的區(qū)別，測(cè)直流時(shí)正負(fù)極不能接錯(cuò)。。3.線路安裝與調(diào)試3.安裝過(guò)程的安全要求（1）正確使用電烙鐵、螺絲刀、尖嘴鉗等工具，防止在操作過(guò)程中出現(xiàn)安全事故；（2）正確連接電源，以免短路或燒壞；（3）使用儀表帶電測(cè)量時(shí)，一定要按照儀表使用的安全規(guī)程進(jìn)行。4.通電調(diào)試要求（1）上電之前檢查元件的走線是否正確；（2）檢查有極性的元件是否安裝正