教學(xué)課件-數(shù)字電路分析制作與調(diào)試

實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)

與制作Ⅱ1.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度1.2數(shù)制與碼制主要任務(wù)了解本課程內(nèi)容讀懂并理解項(xiàng)目任務(wù)書中所描述的任務(wù)目標(biāo)及要求明確任務(wù)，制定工作計(jì)劃，安排工作進(jìn)度。學(xué)習(xí)數(shù)制和碼制的有關(guān)概念及運(yùn)算課程能力目標(biāo)1．能正確識別、檢測和選用常用電子元器件。2．能對典型電子電路進(jìn)行分析和計(jì)算。3．能讀懂實(shí)用電子電路原理圖。4．能對照不同電路方案分析選擇性價(jià)比高的電路。5．能夠按照電路原理圖在免焊面包板上搭接實(shí)用電路。6．能夠按照電路原理圖焊接實(shí)用電路。7．熟練使用萬用表、信號發(fā)生器模擬示波器等電子測量儀器進(jìn)行電路基本參數(shù)的測試。8．能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行調(diào)試以滿足設(shè)計(jì)要求。課程概述《實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與制作Ⅱ》課程基于電子技術(shù)類課程構(gòu)建，是電子信息工程技術(shù)專業(yè)的核心技術(shù)課。通過實(shí)際分析、設(shè)計(jì)、制作實(shí)用電子電路，使學(xué)生真正掌握現(xiàn)代電子技術(shù)專業(yè)技能，以滿足社會對高職層次人才的要求。課程主要內(nèi)容邏輯代數(shù)、各種門電路、觸發(fā)器、編碼器、譯碼器、計(jì)數(shù)器、555定時(shí)器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器、組合電路、時(shí)序電路等有關(guān)知識。常用儀器儀表使用、電路測試、電路設(shè)計(jì)、電路制作與調(diào)試等技能等。典型工作任務(wù)典型工作任務(wù)1：數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作包含4個子任務(wù)：項(xiàng)目1：計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目2：自動報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目3：脈沖信號產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目4：數(shù)字鐘的安裝與調(diào)試典型工作任務(wù)2：遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)與制作包含1個子任務(wù)：

項(xiàng)目5：遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)與制作考核及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：本課程注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考評

5個子項(xiàng)目分別考評，共60%。期末安排一次理論測驗(yàn)，試卷成績占30%。平時(shí)成績占10%。即總成績=項(xiàng)目考評成績×60%+理論考試成績×30%+平時(shí)成績×10%。1.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度任務(wù)1：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與制作計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作自動報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作脈沖信號產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘的安裝與調(diào)試1.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度項(xiàng)目名稱：計(jì)時(shí)顯示電路的設(shè)計(jì)與制作背景描述：數(shù)字鐘是一種常用的電子產(chǎn)品，包括計(jì)時(shí)電路、顯示電路、自動報(bào)時(shí)電路、校時(shí)電路、脈沖信號產(chǎn)生電路等。本項(xiàng)目將用計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管、門電路等元器件設(shè)計(jì)和制作一個計(jì)時(shí)、顯示電路，作為數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)、顯示部分。本項(xiàng)目是設(shè)計(jì)、制作數(shù)字電子鐘的計(jì)時(shí)、顯示部分。1.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度技術(shù)指標(biāo)：用數(shù)碼管作為顯示器，顯示“秒”個位、十位、“分”個位、十位、“時(shí)”個位、十位，12小時(shí)循環(huán)一次。本項(xiàng)目共32學(xué)時(shí)，6周內(nèi)完成。數(shù)字鐘電路框圖能力目標(biāo)能夠正確識別、檢測和選用門電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、編碼器、譯碼器、數(shù)碼管等元器件。能看懂由門電路構(gòu)成的組合電路電路圖。能看懂計(jì)時(shí)、顯示電路的電路圖。能夠按照電路原理圖在面包板上搭接實(shí)用電路。熟練使用萬用表進(jìn)行電路的測試。能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行電路調(diào)試以滿足設(shè)計(jì)要求。數(shù)字電路概述數(shù)字信號與數(shù)字電路

1.模擬信號在時(shí)間上、數(shù)值上均連續(xù)的信號，稱為模擬信號，用于傳遞、處理模擬信號的電子線路稱為模擬電路。

2.數(shù)字信號在時(shí)間上和數(shù)值上均離散的信號，稱為數(shù)字信號，對數(shù)字信號進(jìn)行傳遞、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。數(shù)字電路概述

數(shù)字電路被廣泛應(yīng)用于數(shù)字電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信系統(tǒng)、數(shù)字式儀表、數(shù)字控制裝置及工業(yè)邏輯系統(tǒng)等領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字信號的傳輸、邏輯運(yùn)算、控制、記數(shù)、寄存、顯示及脈沖信號的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換等功能。utouto模擬信號數(shù)字信號

數(shù)字電路概述3、數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)：（1）便于集成化、系列化生產(chǎn)，通用性強(qiáng)，使用方便，成本低廉。（2）工作可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。（3）數(shù)字信號更易于存儲、加密、壓縮、傳輸和再現(xiàn)。數(shù)字電路概述數(shù)字電路的分類根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同，數(shù)字電路可分為分立元件電路和集成電路兩大類。根據(jù)集成度不同，數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路。根據(jù)所用器件制作工藝不同，數(shù)字電路可分為雙極型（TTL型）和單極型（MOS型）兩類。根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和工作原理不同，數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩類。1.2數(shù)制與碼制數(shù)制數(shù)制就是記數(shù)的方法。十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼基數(shù)位權(quán)（權(quán)）二進(jìn)制有0和1兩個數(shù)碼，即基數(shù)為2，各數(shù)位的位權(quán)為2的冪。例如：二進(jìn)制數(shù)1101.01可按位權(quán)展開為：

(1101.01)2=1×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=(13.25)10二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算規(guī)則為：加法規(guī)則：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10

乘法規(guī)則：0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×1=1二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制→二進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)分整數(shù)部分和小數(shù)部分，需分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將結(jié)果排列在一起，得出完整的結(jié)果。整數(shù)部分：采用“除2取余法”，即將整數(shù)部分逐次除以2（基數(shù)），依次記下余數(shù)，直至商為0。第一個余數(shù)為二進(jìn)制的最低位，最后一個余數(shù)為最高位。小數(shù)部分：采用“乘2取整法”，即將小數(shù)部分連續(xù)乘以2（基數(shù)），取積的整數(shù)部分作為二進(jìn)制的小數(shù)。二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制→十進(jìn)制將它們按位權(quán)展開，求出各項(xiàng)和即可。十進(jìn)制→二進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)分整數(shù)部分和小數(shù)部分，需分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將結(jié)果排列在一起，得出完整的結(jié)果。整數(shù)部分：采用“除2取余法”，即將整數(shù)部分逐次除以2（基數(shù)），依次記下余數(shù)，直至商為0。第一個余數(shù)為二進(jìn)制的最低位，最后一個余數(shù)為最高位。小數(shù)部分：采用“乘2取整法”，即將小數(shù)部分連續(xù)乘以2（基數(shù)），取積的整數(shù)部分作為二進(jìn)制的小數(shù)。碼制

碼制即編碼的方式。編碼就是用按一定規(guī)則組成的二進(jìn)制碼去表示文字、數(shù)字、符號等8421BCD碼5421BCD碼和2421BCD碼余3碼格雷碼項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.3邏輯門電路主要任務(wù)學(xué)習(xí)門電路基礎(chǔ)知識。能夠正確識別各種門電路，并能測試門電路的好壞。1.3邏輯門電路基本邏輯關(guān)系：與邏輯、或邏輯、非邏輯三種。復(fù)合邏輯關(guān)系：與或邏輯、與非邏輯、或非邏輯、與或非邏輯、異或邏輯、同或邏輯等與邏輯只有當(dāng)決定一件事情的所有條件都具備時(shí)，這件事情才能發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為與邏輯。ABYEABY&與邏輯真值表ABY000010100111Y=A·B或Y=AB0·0=00·1=01·0=01·1=1或邏輯當(dāng)決定一件事情的所有條件中有一個或一個以上具備時(shí)，這件事情就會發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。ABYEABY≥1或邏輯真值表ABY000011101111Y=A+B0+0=00+1=11+0=11+1=1非邏輯當(dāng)決定一件事情的條件具備時(shí)，事情反而不發(fā)生；而當(dāng)條件不具備時(shí)，事情才會發(fā)生。這種因果關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系。ARYEAY1非邏輯真值表AY0110Y=與門、或門、非門測試12345678910111213141A1B1Y2A2B2Y3YGNDVCC4B4A4Y3B3A四2輸入與門740812345678910111213141A1Y2A2Y3A3Y4YGNDVCC6A6Y5A5Y4A六反相器7404與非、或非、與或非ABY&ABY≥1ABCDY&≥1Y=Y=Y=

與非邏輯或非邏輯與或非邏輯同或、異或異或邏輯關(guān)系為：當(dāng)兩個輸入變量A、B不同時(shí)，輸出Y為1；輸入A、B相同時(shí)，輸出Y為0。ABY=1Y=ABY=異或邏輯真值表ABY000011101110異或、同或同或邏輯關(guān)系為：當(dāng)輸入變量A、B相同時(shí)，輸出Y為1，輸入A、B不同時(shí)，輸出Y為0。ABY=1Y=A⊙BY=同或邏輯真值表ABY001010100111A⊙B=⊙門電路測試12345678910111213141A1B1Y2A2B2Y3YGNDVCC4B4A4Y3B3A四2輸入與非門740012345678910111213141A1BNC1C1D1Y2YGNDVCC2D2CNC2B2A雙四輸入與非門7420門電路測試12345678910111213141A1B1Y2A2B2Y3YGNDVCC4B4A4Y3B3A四2輸入異或門748612345678910111213141Y1A1B2Y2A2B3AGNDVCC4Y4B4A3Y3B四2輸入或非門7402項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.4邏輯代數(shù)基礎(chǔ)1.4邏輯代數(shù)基礎(chǔ)邏輯函數(shù)及其表示法邏輯代數(shù)的基本公式和基本定律邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠熟練地用邏輯函數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖、波形圖、卡諾圖表示邏輯函數(shù)。能夠用代數(shù)法化簡邏輯函數(shù)。邏輯函數(shù)及其表示法邏輯函數(shù)

在邏輯電路中，若輸入變量A、B、C…的取值確定后，輸出邏輯變量Y的值也唯一確定，則稱Y是A、B、C…的邏輯函數(shù)。記作：Y=F（A、B、C…）式中各變量的取值只能是0或1，表示兩種不同的狀態(tài)，沒有數(shù)量的含義。邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)常用的表示方法有：真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式、邏輯圖、卡諾圖和波形圖等。邏輯函數(shù)表示法真值表用表格表示輸入變量取值組合與邏輯函數(shù)值之間的關(guān)系。當(dāng)邏輯函數(shù)有n個變量時(shí)，共有2

n個不同的變量取值組合。優(yōu)點(diǎn)是直觀、明了，可直接看出邏輯函數(shù)值和變量取值之間的關(guān)系。邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯圖卡諾圖波形圖（時(shí)序圖）邏輯函數(shù)表示法邏輯函數(shù)不同表示法之間的轉(zhuǎn)換

例1：列出邏輯函數(shù)Y=AB+BC+AC的真值表，并畫出邏輯圖。11101000101010101100110011110000YCBA例1真值表CYAB≥1&&&例2、邏輯函數(shù)的真值表如表所示，寫出其邏輯表達(dá)式。

例2真值表ABCY00000010010101111000101111001111解：由表可知，對應(yīng)于函數(shù)值為1的與項(xiàng)有四個：

所以該真值表的邏輯表達(dá)式為：

稱為標(biāo)準(zhǔn)與或式。邏輯函數(shù)表示法例3、已知邏輯函數(shù)的表達(dá)式為Y=，其中輸入A、B的波形如圖所示，畫出輸出Y的波形。

ABY邏輯函數(shù)表示法邏輯代數(shù)的基本公式和基本定律1、基本公式

與運(yùn)算：或運(yùn)算：2、基本定律

交換律：A+B=B+AA·B=B·A

結(jié)合律：（A+B）+C=A+（B+C）

（A·B）·C=A·（B·C）

分配律：A·（B+C）=A·B+A·CA+BC=（A+B）（A+C）

吸收律：

證明：A+AB=A證明：A+AB=A（1+B）=A證明：推廣為：邏輯代數(shù)的基本公式和基本定律反演律（狄·摩根定律）：可用真值表證明摩根定律可推廣到多個變量：邏輯代數(shù)的基本公式和基本定律邏輯代數(shù)的基本公式和基本定律項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.5組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)會組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法。能夠正確連接簡單的組合邏輯電路。組合邏輯電路的分析方法一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，根據(jù)其功能不同，可分為兩大類，即組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。如果一個邏輯電路在任何時(shí)刻的輸出狀態(tài)只取決于這一時(shí)刻的輸入狀態(tài)，而與電路的原來狀態(tài)無關(guān)，則該電路稱為組合邏輯電路，又稱組合電路。描述組合邏輯電路功能的方法主要有邏輯表達(dá)式、真值表、卡諾圖、邏輯圖、波形圖等。組合邏輯電路的分析方法

組合邏輯電路的分析，就是根據(jù)已知的組合邏輯電路，確定其輸入、輸出之間的邏輯關(guān)系，說明電路邏輯功能的過程。一般按以下步驟進(jìn)行：根據(jù)給定的邏輯電路圖，寫出輸出端的邏輯表達(dá)式。對邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡和變換，得到最簡表達(dá)式。根據(jù)最簡邏輯表達(dá)式列出真值表。根據(jù)真值表分析電路的邏輯功能。組合邏輯電路的分析方法組合邏輯電路分析步驟邏輯圖邏輯表達(dá)式最簡表達(dá)式真值表說明電路功能化簡列表分析推導(dǎo)組合邏輯電路的分析方法例：分析下列電路的功能。=1=1ABCYY111&&&≥1CBA組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法組合邏輯電路的設(shè)計(jì)，就是根據(jù)給出的實(shí)際問題，求出能夠?qū)崿F(xiàn)這一邏輯要求的最簡邏輯電路。它是組合電路分析的逆過程。設(shè)計(jì)步驟如下：

1.分析設(shè)計(jì)要求

2.列真值表

3.寫出邏輯表達(dá)式并化簡

4.畫邏輯圖組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)際問題真值表邏輯表達(dá)式最簡表達(dá)式邏輯圖分析邏輯賦值化簡化簡卡諾圖例1設(shè)計(jì)一個交通信號燈的檢測報(bào)警電路。當(dāng)信號燈正常工作時(shí)，紅、黃、綠三個燈中只有一個燈亮，其余兩燈滅，否則說明信號燈發(fā)生故障，此時(shí)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號。用與非門實(shí)現(xiàn)。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法

例2設(shè)計(jì)一個A、B、C三人表決電路，當(dāng)表決某一提案時(shí)，多數(shù)人同意提案通過，同時(shí)A具有否決權(quán)。例3設(shè)計(jì)一個一位全加器。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法實(shí)操

1.在面包板上搭接三人表決電路。

2.在面包板上搭接一位全加器電路。項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.6編碼器、譯碼器的功能主要任務(wù)了解編碼、譯碼原理能夠正確敘述優(yōu)先編碼器、顯示譯碼器的功能

將具有特定意義的信息編成相應(yīng)二進(jìn)制代碼的過程，稱為編碼。實(shí)現(xiàn)編碼功能的電路，稱為編碼器。輸入二進(jìn)制信息I1InI2Y1Y2Ym編碼器……輸出二進(jìn)制代碼n=2m=1n=4m=2n=8m=3n=16m=4n=2m1.6編碼器、譯碼器的功能

編碼器1、二進(jìn)制編碼器

用m位二進(jìn)制代碼對2m個信號進(jìn)行編碼的電路，稱為二進(jìn)制編碼器。輸出輸入I7I6I5I4I3I2I1I0Y0Y1Y21000000001000000001000000001000000001000000001000000001000000001111011101001110010100000三位二進(jìn)制普通編碼器編碼表2、二—十進(jìn)制編碼器8421BCD碼編碼器的編碼表輸出輸入I9I8I7I6I5I4I3I2I1I01000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001Y0Y1Y2Y310010001111001101010001011000100100000003、優(yōu)先編碼器10線—4線優(yōu)先編碼器CT74LS147的真值表輸出輸入11111111011111110×1111110××111110×××11110××××1110×××××110××××××10×××××××0××××××××1111111110111101100111101010110010001111001101111

譯碼是編碼的逆過程。能夠?qū)崿F(xiàn)譯碼功能的電路稱為譯碼器。輸出二進(jìn)制信息A1AnA2Y1Y2Ym譯碼器……輸入二進(jìn)制代碼n=1m=2n=2m=4n=3m=8n=4m=162n=m譯碼器譯碼器完全譯碼器2n

=m通用譯碼器顯示譯碼器（二進(jìn)制譯碼器）部分譯碼器2n>

m（二-十進(jìn)制譯碼器）譯碼器的種類1、二進(jìn)制譯碼器3線—8線譯碼器CT74LS138的真值表輸出輸入A0A1A2STA1110111010011100101000000101010101010101××××0×××1×0111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111111111111174138擴(kuò)展為4/16線譯碼器4線—10線譯碼器CT74LS42的真值表輸出輸入十進(jìn)制數(shù)A0A1A2A311110111101100111101010110010001111001101010001011000100100000009876543210偽碼11111111101111111101011111111110111111111101111111111011111111110111111111101111111111011111111110111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111113、數(shù)碼顯示譯碼器abcdefgabcdefg七段數(shù)碼顯示器abcdefg+VCCabcdefg共陽極低電平有效共陰極高電平有效七段顯示譯碼器

七段顯示譯碼器CT74LS247功能表ABCD10010001111001101010001011000100100000001000000111100100110000000000111100000000110010010001100101100000100100顯示0129876543輸入輸出顯示字形DCBAabcdefg000011111100000101100001001011011012001111110013010001100114010110110115011010111116011111100007100011111118100111110119七段顯示譯碼器

七段顯示譯碼器CT74LS248功能表74LS247管腳排列圖12345671591011121314BCDAGNDVCC81674LS24774LS247輸出低電平有效，用于驅(qū)動共陽極數(shù)碼管。74LS248輸出高電平有效，用于驅(qū)動共陰極數(shù)碼管。74LS248管腳排列圖項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.7觸發(fā)器的特性及表示方法主要任務(wù)了解觸發(fā)器的特性、功能及表示方法1.7觸發(fā)器的特性及表示方法

觸發(fā)器觸發(fā)器是具有記憶功能的基本邏輯單元?；咎匦裕?/p>

（1）有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，可分別用來表示二進(jìn)制數(shù)碼0和1；（2）在輸入信號作用下，觸發(fā)器的兩個穩(wěn)定狀態(tài)可相互轉(zhuǎn)換，輸入信號消失后，已轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定狀態(tài)可長期保存下來，這就使得觸發(fā)器能夠記憶二進(jìn)制信息。1.7觸發(fā)器的特性及表示方法觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)

由門電路組成，有一個或多個輸入端，兩個互補(bǔ)輸出端，分別用Q和表示。通常用輸出端的輸出狀態(tài)來表示觸發(fā)器的狀態(tài)。

觸發(fā)器的狀態(tài)當(dāng)Q=1，=0時(shí)，稱為觸發(fā)器的1狀態(tài)，記為Q=1；當(dāng)Q=0，=1時(shí)，稱為觸發(fā)器的0狀態(tài)，記為Q=0；1.7觸發(fā)器的特性及表示方法觸發(fā)信號、現(xiàn)態(tài)、次態(tài)觸發(fā)信號：觸發(fā)器輸入端輸入的信號稱為觸發(fā)信號?，F(xiàn)態(tài)：觸發(fā)器接收觸發(fā)信號之前的狀態(tài)稱為觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)，用Qn（或Q）表示；次態(tài)：觸發(fā)器接收觸發(fā)信號之后的狀態(tài)稱為觸發(fā)器的次態(tài)，用Qn+1表示。描述觸發(fā)器功能的方法

特性表、激勵表（驅(qū)動表）、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖（狀態(tài)圖）時(shí)序圖（波形圖）等。2.2觸發(fā)器的特性及表示方法觸發(fā)器的種類

根據(jù)邏輯功能不同，觸發(fā)器可分為：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器、T/觸發(fā)器等。

根據(jù)觸發(fā)方式不同，觸發(fā)器可分為：電平觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器和主從觸發(fā)器等。

根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同，觸發(fā)器可分為：基本RS觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器等。2.2觸發(fā)器的特性及表示方法

基本RS觸發(fā)器&&與非門組成的基本RS觸發(fā)器的特性表狀態(tài)說明000001××觸發(fā)器狀態(tài)不定01110000觸發(fā)器置001001111觸發(fā)器置101111101觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變（1）為直接觸發(fā)方式；（2）存在不確定狀態(tài)。同步觸發(fā)器1、同步RS觸發(fā)器&&&&RSCP同步RS觸發(fā)器的特性表SR狀態(tài)說明01000001觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變01110011觸發(fā)器置101001100011111××觸發(fā)器狀態(tài)不定觸發(fā)器置0SRCP2、同步D觸發(fā)器&&&&RSCP1D同步D觸發(fā)器的特性表Qn+1QnD100011010011說明觸發(fā)器狀態(tài)和D相同DCP特性方程：時(shí)序圖（波形圖）CPDQ3、同步JK觸發(fā)器JKCP&&&&JKCP同步JK觸發(fā)器的特性表KJ說明1111001111000000觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變觸發(fā)器置0觸發(fā)器置1觸發(fā)器處于翻轉(zhuǎn)狀態(tài)1001110100010101n特性方程：邊沿觸發(fā)器邊沿D觸發(fā)器DCP上升沿觸發(fā)DCP下降沿觸發(fā)DCP有直接置位和復(fù)位端特性方程：波形圖CPQ1DCPQ2DCPD邊沿JK觸發(fā)器JKCP上升沿觸發(fā)JKCP下降沿觸發(fā)JKCP有直接置位和復(fù)位端特性方程：波形圖CPQJKJKCPT觸發(fā)器和T/觸發(fā)器JKCPTJKCP1T=0，保持；T=1，翻轉(zhuǎn)。兩種功能特性方程：T觸發(fā)器T/觸發(fā)器只有一種功能：翻轉(zhuǎn)特性方程：用觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器Q2QKJQKJQKJCPQ0Q1FF0FF1FF2項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.8計(jì)數(shù)器的功能及應(yīng)用主要任務(wù)能夠正確敘述集成計(jì)數(shù)器的功能能夠用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器1.8計(jì)數(shù)器的功能及使用方法計(jì)數(shù)器：能夠累計(jì)并記憶輸入脈沖個數(shù)的電路。主要由觸發(fā)器組成。計(jì)數(shù)器的分類：（1）按計(jì)數(shù)進(jìn)制分為：二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器：按十進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)。其他進(jìn)制計(jì)數(shù)器：除二進(jìn)制和十進(jìn)制以外的其他任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。1.8計(jì)數(shù)器的功能及使用方法（2）按計(jì)數(shù)增減分為：加法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞增計(jì)數(shù)的電路。減法計(jì)數(shù)器：隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入作遞減計(jì)數(shù)的電路。加/減計(jì)數(shù)器：在加/減控制信號的作用下，隨著計(jì)數(shù)脈沖的輸入，可遞增計(jì)數(shù)，也可遞減計(jì)數(shù)的電路。也稱可逆計(jì)數(shù)器。1.8計(jì)數(shù)器的功能及使用方法（3）按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器是否同步分為：同步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖同時(shí)加到所有觸發(fā)器的時(shí)鐘信號輸入端，使各觸發(fā)器的狀態(tài)同時(shí)更新的計(jì)數(shù)器。異步計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)脈沖只加到部分觸發(fā)器的時(shí)鐘信號輸入端上，其他觸發(fā)器的觸發(fā)信號由電路內(nèi)部提供，各觸發(fā)器狀態(tài)更新有先有后。集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能：異步置0控制端CTP、CTT：計(jì)數(shù)控制端D0~D3：并行數(shù)據(jù)輸入端：同步置數(shù)控制端Q0~Q3：數(shù)據(jù)輸出端CO：進(jìn)位輸出端CP：計(jì)數(shù)脈沖輸入端上升沿觸發(fā)1、74160的功能74LS16012345678131211109161514CPD3D2D1D0CTPGNDQ0Q3CTTQ1Q2COVCC74LS160管腳圖集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能74LS160功能表輸出輸入D0D1D2D3CPCTPCTTQ0Q1Q2Q30××××××××000001××d0

d1

d2

d3

↑d0

d1

d2

d3

1111××××↑計(jì)數(shù)110××××××保持110××××××保持集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能74LS160邏輯功能示意圖74LS160D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCPCO集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能利用一片74LS160可實(shí)現(xiàn)16以下任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器（1）利用異步置0功能實(shí)現(xiàn)1）寫出N所對應(yīng)的二進(jìn)制代碼SN。2）寫出反饋歸零函數(shù)，即根據(jù)SN寫出反饋歸零函數(shù)的邏輯表達(dá)式。3）畫連線圖。2、利用74LS160實(shí)現(xiàn)N進(jìn)制計(jì)數(shù)器集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能例：試用74LS160的異步清零功能構(gòu)成六進(jìn)制

計(jì)數(shù)器解：1）寫出S6的二進(jìn)制代碼為S6=01102）寫出反饋歸零函數(shù)為3）畫連線圖74LS160D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCPCO&集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能（2）利用同步置數(shù)功能實(shí)現(xiàn)1）寫出N-1所對應(yīng)的二進(jìn)制代碼SN-1。2）根據(jù)SN-1寫出反饋歸零函數(shù)的邏輯表達(dá)式。3）畫連線圖。集成計(jì)數(shù)器74LS160的功能例：試用74LS160的同步置數(shù)功能構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)

數(shù)器。解：1）S6-1=S5=01012）反饋歸零函數(shù)為3）畫連線圖&74LS160D0D1D2D3Q3Q2Q1Q0CTPCTTCPCO兩片74160構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器兩片74LS160構(gòu)成的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器（同步）高位片低位片方法一74LS160(1)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCOCP74LS160(2)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCOCP兩片74160構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器兩片74LS160構(gòu)成的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器（異步）高位片低位片方法二74LS160(1)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCOCP74LS160(2)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO1兩片74160構(gòu)成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器高位片74LS160(1)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCOCP74LS160(2)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCOCP低位片&圖7用計(jì)數(shù)器和譯碼器構(gòu)成計(jì)時(shí)電路&ABCDabcdefg74LS248ABCDabcdefg74LS24874LS160(1)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCOCP74LS160(2)D3D2D1D0Q0Q1Q2Q3CTPCTTCO1項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.9計(jì)時(shí)、顯示電路的制作與調(diào)試主要任務(wù)畫出分、小時(shí)計(jì)時(shí)電路的電路圖按照電路圖在面包板上插接電路調(diào)試電路達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求能力目標(biāo)能夠正確識別、檢測和選用計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管等元器件。能看懂計(jì)時(shí)、顯示電路的電路圖。能夠按照電路原理圖在面包板上搭接實(shí)用電路。能夠調(diào)試制作完成的電路達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。數(shù)字電子鐘電路框圖計(jì)時(shí)、顯示電路設(shè)計(jì)分：可以顯示分個位、分十位，顯示最大為59分小時(shí)：顯示小時(shí)個位、小時(shí)十位，十二小時(shí)一循環(huán)用計(jì)數(shù)器（74160）、譯碼器（74248）、數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)畫電路圖分、小時(shí)計(jì)時(shí)、顯示電路清點(diǎn)元器件面包板：3塊計(jì)數(shù)器74160：4片譯碼器74248：4片數(shù)碼管：4個與非門7400：1片電路的制作插接電路前要先考慮好如何布線。獨(dú)股線剪成合適的長度，兩端的裸線不要留的太長。四個計(jì)時(shí)、顯示單元之間的進(jìn)位端先不要連接，每個全加器調(diào)試無誤后再連接。電源和地不要短路。電路的調(diào)試四個計(jì)時(shí)、顯示單元分別調(diào)試根據(jù)現(xiàn)象利用萬用表找尋電路故障容易出現(xiàn)的問題及解決方法數(shù)碼管各段均不亮：各芯片電源是否接好不能正常進(jìn)位：進(jìn)位端是否接好，與非門電源是否接好六進(jìn)制和十二進(jìn)制不正確：改進(jìn)制電路是否接好電路一直處于保持狀態(tài)：清零端是否為0，是否有計(jì)數(shù)脈沖項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.10項(xiàng)目驗(yàn)收，答辯，提出改進(jìn)建議主要任務(wù)分析電路的工作原理及各部分的作用正確回答問題針對制作完成的電路，提出改進(jìn)建議能力目標(biāo)能夠正確識別、檢測和選用計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管等元器件。能看懂計(jì)時(shí)、顯示電路的電路圖。能夠按照電路原理圖在面包板上搭接實(shí)用電路。能夠調(diào)試制作完成的電路達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。數(shù)字電子鐘電路框圖計(jì)時(shí)、顯示電路設(shè)計(jì)分：可以顯示分個位、分十位，顯示最大為59分小時(shí)：顯示小時(shí)個位、小時(shí)十位，十二小時(shí)一循環(huán)用計(jì)數(shù)器（74160）、譯碼器（74248）、數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)畫電路圖分、小時(shí)計(jì)時(shí)、顯示電路答辯要點(diǎn)74160、74248的名稱及功能本電路都采用了哪種進(jìn)位方法？若將時(shí)計(jì)時(shí)改為二十四進(jìn)制，應(yīng)如何改進(jìn)電路？分計(jì)時(shí)電路中，分個位在進(jìn)位時(shí)為什么要加一個非門？要增加秒計(jì)時(shí)，應(yīng)如何更改電路？項(xiàng)目1計(jì)時(shí)、顯示電路的設(shè)計(jì)與制作1.11A/D、D/A轉(zhuǎn)換原理學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)A/D、D/A轉(zhuǎn)換的基本原理認(rèn)識實(shí)現(xiàn)A/D、D/A轉(zhuǎn)換的幾種常用電路。模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換ADC傳感器計(jì)算機(jī)DAC執(zhí)行機(jī)構(gòu)非電模擬量模擬電信號數(shù)字電信號數(shù)字電信號模擬電信號A/D、D/A轉(zhuǎn)換原理模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）一、A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理

在A/D轉(zhuǎn)換器中，由于輸入的模擬信號在時(shí)間上是連續(xù)量，而輸出的數(shù)字信號代碼是離散量，所以進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)必須在一系列選定的瞬間，即在時(shí)間坐標(biāo)軸上一些規(guī)定點(diǎn)上，對輸入的模擬信號采樣，然后把這些采樣值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。因此，A/D轉(zhuǎn)換器一般由采樣-保持電路和量化編碼電路兩部分組成。A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理示意圖采樣-保持電路CPCS量化及編碼電路輸入模擬電壓采樣展寬信號D0D1Dn－1數(shù)字量輸出（n位）ui(t)us

(t)…S接通時(shí)，輸入模擬電壓ui

(t)對電容C充電——采樣過程；S斷開時(shí)，電容C上的電壓保持不變——保持過程。

在保持過程中，采樣得到的模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字編碼電路轉(zhuǎn)換成一組n位二進(jìn)制數(shù)輸出。采樣-保持電路

采樣是將模擬信號進(jìn)行周期性地抽取樣值的過程，就是把隨時(shí)間連續(xù)變化的信號轉(zhuǎn)換為在時(shí)間上斷續(xù)、在幅度上等于采樣時(shí)間內(nèi)模擬信號大小的一串脈沖。uot0uit0采樣原理波形圖∞

－++∞－++開關(guān)驅(qū)動電路采樣脈沖uiuouCCHSA1A2t0uuiuo采樣-保持電路及波形圖CPt0（1）只舍不入法當(dāng)0≤

uo<時(shí)，uo的量化值取0；當(dāng)≤

uo<2時(shí)，uo的量化值?。划?dāng)2≤

uo<3時(shí)，uo的量化值取2；……。依次類推。量化與編碼（2）有舍有入法當(dāng)0≤

uo<時(shí)，uo的量化值取0；當(dāng)≤

uo<時(shí)，uo的量化值?。划?dāng)≤

uo<時(shí)，uo的量化值取2；……。依次類推。量化與編碼0000010100111001011101110V1V量化電壓代碼輸出1/8V2/8V3/8V4/8V5/8V6/8V7/8V0000010100111001011101110V1V量化電壓代碼輸出1/15V3/15V5/15V7/15V9/15V11/15V13/15V劃分量化單位的兩種方法最大量化誤差為V。

最大量化誤差為=V。

量化和編碼電路是A/D轉(zhuǎn)換器的核心。常用的A/D轉(zhuǎn)換方法有：并行比較型A/D轉(zhuǎn)換逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換雙積分型A/D轉(zhuǎn)換。量化與編碼D0D1D2Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7代碼輸出寄存器狀態(tài)輸入模擬電壓3位并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器真值表(13/15)VREF<ui≤VREF(11/15)VREF<ui≤(13/15)VREF(9/15)VREF<ui≤(11/15)VREF(7/15)VREF<ui≤(9/15)VREF(5/15)VREF<ui≤(7/15)VREF(3/15)VREF<ui≤(5/15)VREF(1/15)VREF<ui≤(3/15)VREF0≤ui≤(1/15)VREF11111111110111111110101111110000111110001101110000010110000010010000000000000000并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器

優(yōu)點(diǎn)是并行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度快（ns級），因此在高速ADC中應(yīng)用廣泛。

缺點(diǎn)是所用的硬件數(shù)量多。二進(jìn)制代碼每增加一位，分壓電阻、比較器、寄存器的數(shù)量都要成倍增加。對于n位二進(jìn)制代碼，需要2n個電阻，（2n－1）個比較器、（2n－1）個寄存器和復(fù)雜的編碼電路。并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器是一種反饋比較型A/D轉(zhuǎn)換器。它進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的過程類似于用天平稱質(zhì)量。

把砝碼從大到小依次置于天平上，與被稱物體比較，若砝碼比物體輕，則保留該砝碼，否則去掉，直至稱出物體質(zhì)量為止。

例如，設(shè)砝碼質(zhì)量分別為8g、4g、2g、1g，要稱量質(zhì)量為11g的物體，如果砝碼保留記為1，去掉記為0，則被稱量物體的質(zhì)量可表示為二進(jìn)制數(shù)1011。－+模擬電壓輸入邏輯控制電路逐次逼近寄存器（SAR）D/A轉(zhuǎn)換器比較器啟動信號轉(zhuǎn)換結(jié)束VREF…CP數(shù)字輸出（Dn－1～D0）uiuo逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器電路逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接型A/D轉(zhuǎn)換器。

它首先將輸入模擬信號變換成與其成正比的時(shí)間間隔，在此時(shí)間間隔內(nèi)對固定頻率的時(shí)鐘脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，所獲得的計(jì)數(shù)值正比于輸入模擬信號的數(shù)字量。

由積分器、比較器、計(jì)數(shù)器、邏輯控制、CP信號等部分組成。積分器比較器－+－+邏輯控制計(jì)數(shù)器RS1S2轉(zhuǎn)換控制CP輸出uiuo－VREF雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器框圖雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器波形圖計(jì)數(shù)輸出t00CPt0uott1t2T1T2雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)1．分辨率

分辨率是指ADC輸出數(shù)字量的最低位變化一個數(shù)碼時(shí)，對應(yīng)輸入模擬量的變化量。A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，分辨率就越好。2．相對精度

在理想情況下，所有的轉(zhuǎn)換點(diǎn)應(yīng)在一條直線上，相對精度是指實(shí)際的各個轉(zhuǎn)換點(diǎn)偏離理想特性的誤差。3．轉(zhuǎn)換速度

轉(zhuǎn)換速度是指從接到轉(zhuǎn)換控制信號開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出信號所經(jīng)過的時(shí)間。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理D/A轉(zhuǎn)換器是將一組輸入的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)量的模擬電壓或電流輸出的電路。

對于有權(quán)碼，每位代碼都有一定的權(quán)，因此，要把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，必須將每一位代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，然后將代表各位的模擬量相加，其和就是與該數(shù)字量成正比的模擬量。

數(shù)字量是用二進(jìn)制代碼按數(shù)位組合起來表示的。00100001001110010111011101234567Duo(V)…D0D1Dn－1uo輸入輸出DACD/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖n位二進(jìn)制數(shù)與輸入二進(jìn)制數(shù)成正比的輸出電壓或電流

轉(zhuǎn)換特性輸出模擬量和輸入數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系：理想的D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性，是輸出模擬量與輸入數(shù)字量成正比。uo=kuD

io=kiD

若輸入為n位二進(jìn)制數(shù)Dn－1

Dn－2……D1

D0，則輸出模擬電壓為

uo=ku（Dn－1·2

n－1+Dn－2·2

n－2+…+D1·21+D0·20）

根據(jù)這一基本思想，能實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的電路很多，目前主要采用兩種：權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型和倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)型。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器∞

－+++VREFIREFI3I2I1I0RF8R2R4RRS3S2S1S0D3D2D1D0iiFuo權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理圖倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器原理圖∞－+++VREFIREFI3I2I1I0RF2RRS3S2S1S0D3D2D1D0iiFuo2R2R2R2RRRI/0I/1I/2I/3ABCDD/A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)1．分辨率

分辨率是指D/A轉(zhuǎn)換器所能產(chǎn)生的最小輸出電壓與最大輸出電壓（滿刻度輸出電壓）的比值。最小輸出電壓：

對應(yīng)于輸入數(shù)字量最低位（LSB）為1，其余各位為0時(shí)的輸出電壓，記為ULSB。滿度輸出電壓：

對應(yīng)于輸入數(shù)字量的各位全是1時(shí)的輸出電壓，記為UFSR。

對于一個n位的D/A轉(zhuǎn)換器，分辨率可表示為：D/A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度是指輸出模擬電壓的實(shí)際值與理想值之差，即最大靜態(tài)轉(zhuǎn)換誤差。通常要求D/A轉(zhuǎn)換器的誤差小于ULSB/2。3．輸出建立時(shí)間

從輸入數(shù)字信號起，到輸出電壓或電流達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)所需要的時(shí)間，稱為輸出建立時(shí)間。它是反映D/A轉(zhuǎn)換器工作速度的指標(biāo)。

目前，在不包含參考電壓源和運(yùn)算放大器的單片集成D/A轉(zhuǎn)換器中，建立時(shí)間一般不超過1μs。2．轉(zhuǎn)換精度

8位逐次比較（逐次逼近）型典型產(chǎn)品，具有MCU兼容接口，使用方便；分辯率和轉(zhuǎn)換速度都能夠滿足設(shè)計(jì)要求，且價(jià)格低廉。ADC0804項(xiàng)目2自動報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作2.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度2.2數(shù)值比較器的功能2.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度用計(jì)數(shù)器、數(shù)值比較器、觸發(fā)器、555定時(shí)器、門電路、電阻、電容等元器件設(shè)計(jì)和制作一個自動報(bào)時(shí)電路，作為數(shù)字鐘的報(bào)時(shí)部分。能以音響自動正點(diǎn)報(bào)時(shí)，12小時(shí)循環(huán)一次。要求第一響為正點(diǎn)，以后每兩秒響一下，幾點(diǎn)鐘就響幾聲。學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)能力目標(biāo)能夠正確識別、檢測和選用數(shù)值比較器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器、門電路等元器件。能看懂自動報(bào)時(shí)電路的電路圖。能夠按照電路原理圖在面包板上搭接實(shí)用電路。熟練使用萬用表進(jìn)行電路的測試。能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行調(diào)試以滿足設(shè)計(jì)要求自動報(bào)時(shí)電路框圖自動報(bào)時(shí)原理圖自動報(bào)時(shí)工作原理自動報(bào)時(shí)工作波形舉例3.2數(shù)值比較器的功能

數(shù)值比較器

數(shù)值比較器是對兩個位數(shù)相同的二進(jìn)制整數(shù)進(jìn)行數(shù)值比較并判定其大小關(guān)系的算術(shù)運(yùn)算電路。比較器也有半比較器和全比較器之分。所謂半比較器，是指只能對兩個1位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較而不考慮低位比較結(jié)果的一類比較器。所謂全比較器，是指不僅能對兩個1位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行比較，而且考慮低位比較結(jié)果的一類比較器。半比較器比較兩個一位二進(jìn)制數(shù)A和B大小的數(shù)字電路叫做半比較器。輸入輸出A

BYA>B

YA<BYA=B00011011001010100001全比較器常用的最為典型的比較器模塊是4位二進(jìn)制數(shù)全比較器7485。a＞b、a＝b、a＜b為級聯(lián)輸入端，是為了實(shí)現(xiàn)四位以上數(shù)碼比較時(shí)，輸入低位芯片比較結(jié)果而設(shè)置的。A>B、A=B、A<B為三種不同比較結(jié)果輸出端。

四位二進(jìn)制全比較器4位二進(jìn)制數(shù)全比較器7485真值表數(shù)碼輸入級聯(lián)輸入輸出A3B3A2B2A1B1A0B0a>ba=ba<bA>BA=BA<BA3>B3A3<B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3ΦΦA(chǔ)2>B2A2<B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2ΦΦΦΦA(chǔ)1>B1A1<B1A1=B1A1=B1A1=B1A1=B1A1=B1ΦΦΦΦΦΦA(chǔ)0>B0A0<B0A0=B0A0=B0A0=B0ΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦΦ100010001100001100001100001100001100010001當(dāng)沒有更低位參與比較時(shí)，芯片的級聯(lián)輸入端（a>b）、（a=b）、（a<b）應(yīng)該接0、1、0，以便在A、B兩數(shù)相等時(shí)，產(chǎn)生A=B的比較結(jié)果輸出。這一點(diǎn)在使用時(shí)必須注意。8位二進(jìn)制比較器比較電路時(shí)計(jì)數(shù)器響聲計(jì)數(shù)器項(xiàng)目2自動報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作2.3自動報(bào)時(shí)電路的制作與調(diào)試2.4項(xiàng)目驗(yàn)收，答辯，提出改進(jìn)建議主要任務(wù)按照電路圖在面包板上插接電路調(diào)試電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求項(xiàng)目驗(yàn)收、答辯、提出建議能力目標(biāo)能夠正確識別、檢測和選用數(shù)值比較器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器、門電路等元器件。能看懂自動報(bào)時(shí)電路的電路圖。能夠按照電路原理圖在面包板上搭接實(shí)用電路。熟練使用萬用表進(jìn)行電路的測試。能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行調(diào)試以滿足設(shè)計(jì)要求2.3自動報(bào)時(shí)電路的制作與調(diào)試

自動報(bào)時(shí)電路框圖自動報(bào)時(shí)工作原理比較電路時(shí)計(jì)數(shù)器響聲計(jì)數(shù)器清點(diǎn)元器件面包板：3塊數(shù)值比較器7485：2片計(jì)數(shù)器74160：4片譯碼器74248：2片數(shù)碼管：2個觸發(fā)器74112：1片與非門7400：1片雙四輸入與非門7420：1片電阻：510Ω，2個電容：103，1個；104，1個電路的制作插接電路前要先考慮好如何布線。獨(dú)股線剪成合適的長度，兩端的裸線不要留的太長。各單元電路分別連接，調(diào)試無誤后再連在一起。電源和地不要短路。電路的調(diào)試時(shí)計(jì)數(shù)器、響聲計(jì)數(shù)器、比較電路、音頻信號產(chǎn)生電路要分別調(diào)試，成功后再連接在一起。整機(jī)調(diào)試前響聲計(jì)數(shù)器清零，時(shí)計(jì)數(shù)器預(yù)置一數(shù)值，調(diào)試時(shí)手動給出一脈沖進(jìn)位信號。2.4項(xiàng)目驗(yàn)收，答辯，提出改進(jìn)建議

答辯要點(diǎn)7485、74112、74160、555的名稱及功能本電路都采用了哪種進(jìn)位方法？電路中74112的作用是什么？電路中與非門7420的作用是什么？項(xiàng)目3脈沖信號產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作3.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度3.2多諧振蕩器主要任務(wù)讀懂并理解項(xiàng)目任務(wù)書中所描述的任務(wù)目標(biāo)及要求明確任務(wù)，制定工作計(jì)劃，安排工作進(jìn)度。學(xué)習(xí)多諧振蕩器的工作原理能力目標(biāo)能對照不同電路方案分析選擇性價(jià)比高的電路。能看懂脈沖信號產(chǎn)生電路的電路圖。能夠按照電路原理圖在面包板上搭接實(shí)用電路。熟練使用萬用表、示波器進(jìn)行電路參數(shù)的測試。能夠?qū)χ谱魍瓿傻碾娐愤M(jìn)行調(diào)試以滿足設(shè)計(jì)要求。3.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度項(xiàng)目名稱脈沖信號產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)與制作學(xué)時(shí)

8學(xué)時(shí)3.1明確任務(wù)，制定計(jì)劃，安排進(jìn)度背景描述脈沖信號產(chǎn)生電路有很多種，本項(xiàng)目比較各種脈沖信號產(chǎn)生電路的特點(diǎn)，選擇性價(jià)比較高的電路，利用晶體振蕩器、計(jì)數(shù)器、門電路、等元器件構(gòu)成脈沖信號產(chǎn)生電路，為數(shù)字鐘提供滿足要求的脈沖信號。主要技術(shù)指標(biāo)輸出信號頻率：1Hz

輸出信號占空比：50%3.2多諧振蕩器555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器晶振構(gòu)成的多諧振蕩器555定時(shí)器的功能

集成555定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能中規(guī)模集成電路。只需在外部配接適當(dāng)?shù)淖枞菰?，便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等多種應(yīng)用電路。555定時(shí)器的電路組成由兩個“與非”門組成，為置“0”復(fù)位端，當(dāng)=0時(shí)，Q=0，=1。1．基本RS觸發(fā)器2．比較器由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成。

當(dāng)V+≥V-時(shí)，比較器輸出為高電平；當(dāng)V+＜V-時(shí),比較器輸出為低電平。3．分壓器三個阻值均為5k

的電阻串聯(lián)起來構(gòu)成分壓器。

C1的正端V+=2Vcc/3，C2的負(fù)端V-=Vcc/3。4．晶體管開關(guān)和輸出緩沖器∞+-+∞+-+&&1341275685kΩ5kΩ5kΩCOTHVCCOUTDISGNDVTRC2C1G1G2G3uC1uC2Q555定時(shí)器的工作原理VT狀態(tài)OUTTH輸出輸入不變不變截止1導(dǎo)通0導(dǎo)通00xx111

用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器R1CVCCVCCDISCOTHOUTGNDuoR2R1=240ΩR2=1kΩC=0.047μFVCC=+5V用示波器觀測VC、VO波形，并畫出波形。

用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器uCttUOHuOUOLtW1tW2R1CVCCVCCDISCOTHOUTGNDuoR2tw1≈0.7(R1+R2)Ctw2≈0.7R2CT=tw1+tw2

≈0.7(R1+2R2)C

用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器R1R2RPVD1VD2CVCCVCCDISCOTHOUTGNDuo占空比可調(diào)的多諧振蕩器

用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器uCttUOHuOUOLtW1tW2R1CVCCVCCDISCOTHOUTGNDuoR2tw1≈0.7(R1+R2)Ctw2≈0.7R2CT=tw1+tw2

≈0.7(R1+2R2)C集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器555定時(shí)器和集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器的特點(diǎn)電路簡單，屬于RC振蕩頻率連續(xù)可調(diào)，但不容易獲得高頻信號頻率不夠精確、穩(wěn)定晶振構(gòu)成的多諧振蕩器分頻器（4060）工作原理JKQJKQJKQQ0Q1Q2CPJKQQ3FF0FF1FF2FF3用JK觸發(fā)器組成十六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器分頻器（4060）工作原理工作波形:87654321Q0Q1Q2CP二分頻信號四分頻信號八分頻信號