74LS90的详细说明功能表

实验十七电子秒表
一、实验目的
1、学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

2、学习电子秒表的调试方法。

二、实验原理
图17－1为电子秒表的电原理图。

按功能分成四个单元电路进行分析。

1、基本RS触发器
图17－1中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。

属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。

它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。

按动按钮开关K
2（接地），则门1输出Q＝1；门2输出Q＝0，K
2
复位后Q、Q状态
保持不变。

再按动按钮开关K
1
,则Q由0变为1，门5开启, 为计数器启动作好准备。

Q 由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。

基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。

2、单稳态触发器
图17－1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图17－2为各点波形图。

单稳态触发器的输入触发负脉冲信号v
i 由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲v
O
通过非门加到计数器的清除端R。

静态时，门4应处于截止状态，故电阻R必须小于门的关门电阻R
Off。

定时元件RC 取值不同，输出脉冲宽度也不同。

当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入
微分电路的R
P 和C
P。

单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。

图17－1 电子秒表原理图
3、时钟发生器
图17－1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好
的时钟源。

，使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号，当基本RS触发器调节电位器 R
W
Q＝1时，门5开启，此时50HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP。

2
图17－2单稳态触发器波形图图17－3 74LS90引脚排列
4、计数及译码显示
二—五—十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元，如图17－1中单元Ⅳ所示。

其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端Q
D
取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。

计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1～0.9秒；1～9.9秒计时。

注：集成异步计数器74LS90
74LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。

图17－3为74LS90引脚排列，表17－1为功能表。

通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R
(1)、
R 0(2)对计数器清零，借助S
9
(1)、S
9
(2)将计数器置9。

其具体功能详述如下：
(1)计数脉冲从CP
1
输入，Q
A
作为输出端，为二进制计数器。

(2)计数脉冲从CP
2
输入，Q
D
Q
C
Q
B
作为输出端，为异步五进制加法计数器。

(3)若将CP
2
和Q
A
相连，计数脉冲由CP
1
输入，Q
D
、Q
C
、Q
B
、Q
A
作为输出端，
则构成异步8421码十进制加法计数器。

(4)若将CP
1与Q
D
相连，计数脉冲由CP
2
输入，Q
A
、Q
D
、Q
C
、Q
B
作为输出端，
则构成异步5421码十进制加法计数器。

(5)清零、置9功能。

a)异步清零
当R
0(1)、R
(2)均为“1”；S
9
(1)、S
9
(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
＝0000。

b)置9功能
当S
9(1)、S
9
(2)均为“1”；R
(1)、R
(2)中有“0”时，实现置9功能，即Q
D
Q
C
Q
B
Q
A
＝1001。

表17-1
三、实验设备及器件
1、＋5V直流电源
2、双踪示波器
3、直流数字电压表
4、数字频率计
5、单次脉冲源
6、连续脉冲源
7、逻辑电平开关 8、逻辑电平显示器
9、译码显示器 10、74LS00×2 555×1 74LS90×3
电位器、电阻、电容若干
四、实验内容
由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。

实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。

这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。

1、基本RS触发器的测试
测试方法参考实验九
2、单稳态触发器的测试
(1)静态测试
用直流数字电压表测量A、B、D、F各点电位值。

记录之。

(2)动态测试
输入端接1KHZ连续脉冲源，用示波器观察并描绘D点（v
D 、）F点（v
）波形，如嫌
单稳输出脉冲持续时间太短，难以观察，可适当加大微分电容C（如改为0.1μ）待测试完毕，再恢复4700P。

3、时钟发生器的测试
测试方法参考实验十五，用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节R
W
，使输出矩形波频率为50Hz。

4、计数器的测试
(1) 计数器①接成五进制形式，R
O (1)、R
O
(2)、S
9
(1)、S
9
(2)接逻辑开关输出插口，
CP
2接单次脉冲源,CP
1
接高电平“1”，Q
D
～Q
A
接实验设备上译码显示输入端D、C、B、A,
按表17－1测试其逻辑功能，记录之。

(2) 计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，同内容（1）进行逻辑功能测试。

记录之。

(3) 将计数器①、②、③级连，进行逻辑功能测试。

记录之。

5、电子秒表的整体测试
各单元电路测试正常后，按图17－1把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。

先按一下按钮开关K
2，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K
1
，则计数器清零
后便开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计时或暂停计时，按一下开关K
2
，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。

6、电子秒表准确度的测试
利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。

五、实验报告
1、总结电子秒表整个调试过程。

2、分析调试中发现的问题及故障排除方法。

六、预习报告
1、复习数字电路中RS触发器，单稳态触发器、时钟发生器及计数器等
部分内容。

2、除了本实验中所采用的时钟源外，选用另外两种不同类型的时钟源，
可供本实验用。

画出电路图，选取元器件。

3、列出电子秒表单元电路的测试表格。

4、列出调试电子秒表的步骤。

5、74LS90引脚图及引脚功能
74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，管脚引线如图3.6-1，功能表如表3.6-1所示。

表3.6-1 7490功能表
A．将输出Q
A
与输入B相接，构成8421BCD码计数器；
B．将输出Q
D
与输入A相接，构成5421BCD码计数器；
C．表中H为高电平、L为低电平、×为不定状态。

74LS90逻辑电路图如图3.6-1所示，它由四个主从JK触发器和一些附加
门电路组成，整个电路可分两部分，其中F
A 触发器构成一位二进制计数器；F
D
、
F
C 、F
B
构成异步五进制计数器，在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R
1、R
2
和置位（置“9”）端S
1
、S
2。

74LS90具有如下的五种基本工作方式：
（1）五分频：即由F
D
、F
C
、和F
B
组成的异步五进制计数器工作方式。

（2）十分频（8421码）：将Q
A
与CK
2
联接，可构成8421码十分频电路。

（3）六分频：在十分频（8421码）的基础上，将Q
B
端接R
1
，Q
C
端接R
2。

其计数顺序为000～101，当第六个脉冲作用后，出现状态Q
C Q
B
Q
A
=110，利用Q
B
Q
C =11反馈到R
1
和R
2
的方式使电路置“0”。

（4）九分频：Q
A
→R
1
、Q
D
→R
2
，构成原理同六分频。

（5）十分频（5421码）：将五进制计数器的输出端Q
D
接二进制计数器的
脉冲输入端CK
1
，即可构成5421码十分频工作方式。

此外，据功能表可知，构成上述五种工作方式时，S
1
、S
2
端最少应有一端
接地；构成五分频和十分频时，R
1、R
2
端亦必须有一端接地。

54/7404
六反向器
简要说明
04 为六组反向器，共有54/7404、54/74H04、54/74S04、54/74LS04 四种线路结构形
引出端符号
1A－6A 输入端
1Y－6Y 输出端
逻辑图
双列直插封装
极限值电源电
压 (7V)
输入电压
54/7404、54/74H04、54/74S04…………….5.5V
54/74LS04 (7V)
工作环境温度
54XXX …………………………………. -55~125℃
74XXX …………………………………. 0~70℃存储温度
………………………………………….-65~150℃
功能表
[1]: 测试条件中的“最小”和“最大”用推荐工作条件中的相应值。

动态特性(T A=25℃)。