时序逻辑电路应用举例

时序逻辑电路应用举例
1 抢答器
在智力竞赛中，参赛者通过抢先按动按钮，取得答题权。

图1是由4个D触发器和2个“与非”门、1个“非”门等组成的4人抢答电路。

抢答前，主持人按下复位按钮SB，4个D触发器全部清0，4个发光二极管均不亮，“与非”门G1输出为0，三极管截止，扬声器不发声。

同时，G2输出为1，时钟信号CP经G3送入触发器的时钟控制端。

此时，抢答按钮SB1~SB4未被按下，均为低电平，4个D 触发器输入的全是0，保持0状态不变。

时钟信号CP可用555定时器组成多谐振荡器的输出。

当抢答按钮SB1~SB4中有一个被按下时，相应的D触发器输出为1，相应的发光二极管亮，同时，G1输出为1，使扬声器响，表示抢答成功，另外G1输出经G2反相后，关闭G3，封锁时钟信号CP，此时，各触发器的时钟控制端均为1，如果再有按钮被按下，就不起作用了，触发器的状态也不会改变。

抢答完毕，复位清零，准备下次抢答。

图1四人抢答器
2。

八路彩灯控制器
八路彩灯控制器由编码器、驱动器和显示器（彩灯）组成，编码器根据彩灯显示的花型按节拍送出八位状态编码信号，通过驱动器使彩灯点亮、熄灭。

图2给出的八路彩灯控制器电路图中，编码器用两片双向移位寄存器74LS194实现，接成自启动脉冲分配器（扭环形计数器），其中D1为左移方式，D2为右移方式。

驱动器电路如图3，当寄存器输出Q为高电平时，三极管T导通，继电器K通电，其动合触点闭合，彩灯亮；当Q为低电平时，三极管截止，继电器复位，彩灯灭。

图2 八路彩灯控制器电路
工作时，先用负脉冲清零，使寄存器输出全部为0，然后在节拍脉冲（可由555定时器构成的多谐振荡器输出）的控制下，寄存器的各个输出Q按下表所示的状态变化，每8个节拍重复一次。

这里假定8路彩灯的花型是：由中间向两边对称地逐次点亮，全亮后，再由中间向两边逐次熄灭。

图3 驱动器电路
寄存器输出状态
3 数字钟
在许多场合大量使用的数字电子钟，具有显示时、分、秒，以及自动计时和校正对时的功能。

图4给出了数字钟的原理框图。

石英晶体的振荡频率极其稳定，如果石英晶体振荡器输出6
10Hz的方波，经整形（最简单的串接一个“非”门）后，得到波形标准的脉冲序列。

6
10Hz的脉冲序列用6个十进制计数器进行6次十分频，得到1Hz 的标准秒脉冲信号，送入秒计数器后，得到分脉冲，分脉冲送入分计数器后，得到时脉冲，时脉冲送入时计数器。

分计数器和秒计数器是60进制的，时计数器是24进制的。

各计数器的输出经译码电路后用显示器（如数码管）显示出来，最大显示值为23小时59分59秒。

校对开关S1~S3可分别对时、分、秒用单脉冲发生器进行校正对时。

图中的计数器、分频器可用74LS290构成。

图4 数字钟原理图
4 数字转速测量系统
在许多场合需要测量旋转部件的转速，如电机转速、机动车车速等，转速多以十进制数字显示。

图5是测量电机转速的数字转速测量系统示意图。

图5 数字转速测量系统示意图
电机每转一周，光线透过圆盘上的小孔照射光电元件一次，光电元件产生一个电脉冲。

光电元件每秒发出的脉冲个数就是电机的转速。

光电元件产生的电脉冲信号较弱，且不够规则，必须放大、整形后，才能作为计数器的计数脉冲。

脉冲发生器产生一个脉冲宽度为1秒的矩形脉冲，去控制门电路，让“门”打开1秒钟。

在这1秒钟内，来自整形电路的脉冲可以经过门电路进入计数器。

根据转速范围，采用4位十进制计数器，计数器以8421码输出，经过译码器后，再接数字显示器，显示电机转速。