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1、第三次实验第三次实验 实验八 时序电路测试及研究 一、实验目的 1、掌握常用时序电路分析、设计及测试方法。 2、训练独立进行实验的技能。 二、实验原理 计数器是最典型的时序电路之一。它可对脉冲的个数进行计数。 计数器的种类繁多，分类方法也有多种，例如，按进位数值来分类，可分为二进制计数器、二十进制器等；按计数器中触发器翻转的次序来分类，可以分为同步计数器和异步计数器；按计数过程中计数器数字的增减来分类，可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器等。 图8-1为异步二进制加法计数器，由JK触发器构成。除第一级触发器由计数脉冲CP直接驱动外，其它各级触发器的动作都要由其前一级触发器Q的状态变化来确
2、定，可见这些触发器的动作时间各异。计数器由RD输入负脉冲置零后，计数脉冲从CP端输入，第一个计数脉冲输入后，计数器状态均为Q4Q3Q2Q1 = 0001，随着计数脉冲的继续输入，计数器的状态根据二进制码顺序依次递增，第十五个脉冲输入后，计数器状态为1111。第十六个脉冲输入后，计数器恢复起始状态0000，并在RD端送出一个进位脉冲。如果继续输入脉冲，则重复上述过程。 异步二进制减法计数器的计数过程是每输入一个CP脉冲，计数器的数值减1，例如设计数器原状态为0000，则输入第一个CP脉冲后，变为1111。输入第二个CP脉冲后，变为1110依次类推。 异步二进制减法计数的电路结构与加法计数器相似，
3、不同的是级间改由前级的Q与后级的CP连接。 异步二 - 十进制加法计数器如图8-2所示。它由两片74LS73双J-K触发器和一片74LS00二输入端四与非门组成。前九个计数脉冲输入后计数器的状态变化与异步二进制数据相同；当第十个脉冲输入后，计数器状态恢复为0000，并从QD端送出一个进位脉冲。 把移位寄存器的输出，以一定的方式反馈到串行输入端可构成寄存器型计数器，常用的寄存器型计数器有环形计数器。 图8-3是由74LS175四D触发器组成的环形计数器。第四级的端与第一级的1D端相接。这种电路，在输入计数脉冲CP操作下，其状态在1000，0100，0010，0001中循环，但工作时，必须先用启动
4、脉冲将计数器置入有效状态。由于不能自启动，倘若由于电源故障可信号干扰，使电路进入非使用状态 ，计数器就无法恢复正常工作。 图8-4电路是具有自启动功能的环形计数器。无论原状态如何，经数个CP脉冲作用后，电路总能进入有效循环计数。 三、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件 74LS73/74LS112 双J-K触发器 2片 74LS175 四D触发器 1片 四、实验内容 1、异步二进制计数器 按图8-1接线。 画74LS73/74LS112管脚图、连线图。 图8-1 异步二进制加法计数器 Q1、Q2、Q3、Q4四个输出端分别接发光管二极管显示； 由CP端输入单脉冲，测试并记录Q1Q4端状态及
5、波形。 试将异步二进制加法计数改为减法计数，参考加法计数器，要求实验并记录。 3、自循环移位寄存器 环形计数器。 按图8-3接线，将A、B、C、D置为1000，用单脉冲计数，记录各触发器状态。画74LS175管脚图、连线图。 图8-3 环形计数器 改为连续脉冲计数，并将其中一个状态为“0”的触发器置为“1”。观察计数器能否正常工作。分析原因。 五、实验报告与分析 1、画出实验内容要求的波形及记录表格。 2、总结时序电路特点。 实验十 译码器和数据选择器 一、实验目的 1、熟悉集成译码器。 2、了解集成译码器应用。 二、实验原理 译码器是将给定代码译成相应状态的电路。双2-4线集成变量译码器74
6、LS139如图10-1所示。每个2-4线译码器有两个输入端和四个输出端。两个输入端可以输入四种数码，即00、01、10、11，对应的四种输出状态 是0111、1011、1101、1110。G为使能端，当G=0时，译码器能正常工作，当G=1时，不能工作，输出端全部为高电平。 数据选择器有多个输入，一个输出。其功能类似单刀多掷开关，故又称多路开关。在控制端的作用下可从多路并行数据中选择一路送输出端。 双4选1数据选择器74LS153如图10-2所示。以其中的一个数据选择器为例，C0、C1、C2、C3为输入端，可同时输入四种不同的数据，Y为被选中的数据的输出端，G为使能端，A、B为选择控制端。设四个
7、输入端的输入信号分别为C0、C1、C2、C3则其功能如表10-1所示。 表10-1 74LS153功能表 控制 使 能 输 出 B A G Y X X H L L L L C0 L H L C1 H L L C2 H H L C3 三、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件 74LS139 双24线译码器 1片 74LS153 双4选1数据器 1片 74LS00 二输入端四与非门 1片 四、实验内容与步骤 1、译码器功能测试 将74LS139译码器按图10-1，接线，按表10-2输入电平分别置位，填写输出状态表。画74LS139管脚图、连线图。 图10-1 74LS139译码器 表10-2
8、2、译码器转换 将双24线译码器转换为38线译码器。 画出转换电路图。 在实验仪上接线并验证设计是否正确。 设计并填写该38线译码器功能表，画出输入、输出波形。 3、数据选择器的测试及应用 将双4选1数据选择器74LS153参照图10-2接线，测试其功能并填写功能表。 将选择端1、2、14脚接逻辑电平开关； 将实验仪脉冲信号源中固定连续脉冲4个不同频率的信号接到数据选择器4个输入端：3、4、5、6；将选择端置位，使输出端7接示波器，可分别观察到4种不同频率脉冲信号。 分析上述实验结果并总结数据选择器作用。 图10-2 五、实验报告 1、画出实验要求的波形图。 2、画出实验内容2、3的接线图。 3、总结译码器和数据选择器的使用体会。 表10-3
