环形计数器

选做实验
• 重新改接上述电路，让电路在时钟作用下LED闪亮规律如下表示的那 样： • LED1 LED2 LED3 LED4 • • • • • • • • • • 选作内容参考答案： • 把电路接成“扭环形计数器”，如下图所示。
由4D触发器组成的计数器原理图如下图右半边所示。
74LS74真值表 和555电路
ta
D 0 1 Q 0 1 1 0
tn+1
时钟电路。555定时器是一种用途很广泛的单片集成电路，其电路 功能灵活，适用范围广泛，只需外部配上少数阻容元件，就可构成 各种功能的电路。它的电路构成和原理不在这里叙述。上页图中左 边电路就是集成电路555定时器构成的一个方波发生器，这里作为 时钟电路。555的输出端3输出一个时钟脉冲序列。它的脉冲周期 由电阻R和C2决定。 用触发器可以构成移位寄存器。在本实验中，用4D触发器组成4 位寄存器。为便于观察，让寄存器的每位输出Q1、Q2Q4分别接 至LED1、LED4四个驱动显示电路。把末位的输出Q4返回输入 到第一位输入端D1，就构成4位环形计数器。 如果把Q1预置成“1”，则在一个时钟脉冲作用下，将把这“1”移到 下一个触发器。此后，在连续时钟脉冲作用下，这个“1”将循环移 位并返回第一级。这种类型的电路可用于一般的延时。
三、实验内容和步骤
• 1.按图左侧电路插接555多谐振荡器，加+5v电源，调节 R8，使振荡频率f=1-4Hz； • 2.由4D触发器按图11－1插接环形计数器。 • 3.在不连入时钟脉冲时。给实验板加电源+5V。这时4个 LED应该是关闭的。如果不是的话，按清零按钮开关K1， 将全部D触发器清零。 • 4. 按一下置1开关K2,，预置输入（PR）将第一个D触发 器置“1”，LED1应该亮。 • 5. 调整555时钟发生器电路中的R8和C，使得时钟频率大 约为4Hz并把这个时钟接到环形计数器的时钟输入端。 • 6. 观察一下LED是否依次闪亮且大约每秒旋转一周？观察 并记录CP、Q1、、Q2、Q3及Q4的时序波形。
环形计数器
考核实验:要求独立完成
一、实验原理Baidu Nhomakorabea
• 环形计数器是由四个D触发器组成。 74LS74引脚图见下图。
14 13 12 11 10 9 8
D
清零 Q
CL 预 置 Q D 清零 Q
CL 预 置 Q
1
2
3
4
5
6
7
实验原理(续)
• 1. D触发器的基本功能。型号为74LS74的一块集成电路内有两个D触 发器。每个D触发器有一个输入端，称为D端。接在D端的输入信号是 0V或+5V两个电位中的任意一个。在二进制数字系统中，经常用0V表 示二进制中的数“0”，用+5V表示二进制中的数“1”。因此，D端的输 入信号用二进制表示：或者为0，或者为1。 • D触发器有两个输出端，一个是Q端，另一个是Q非端，这两端的输出 信号相反。D触发器还有一个时钟信号输入端（CK），时钟信号是一 个方波序列。当在输入端D给定一信号（0或1），例如D = 1时，在时 钟脉冲正阶跃后（即时钟脉冲由0V跳到+5V之后称上升沿），这时在 输出端就有Q = D = 1（同时= 0）。 • 如果D触发器用作寄存器，那么当钟脉冲为上升沿时，可认为D端的1 已经存入该寄存器。可用真值表表示这一过程。在下面的真值表中， ta代表第n个时钟脉冲，ta+1代表第n+1个时钟脉冲；0代表电位，即 0V，1代表高电位，即+5V。
•
四、实验现象及解决办法
• 1、电源接通后，如果4个LED全亮，应按 清零键，如仍亮，可能的情况有1：清零键 接地不良，2：插接有错误； • 2、LED闪亮顺序错误。电路插接错误，应 认真检查改正，如只有某只不亮，则考虑 LED接反，或损坏。
“扭环形计数器”
• 按一下K将各触发器清零，在时钟脉冲作用 下LED亮灭规律如上表所示。
三、实验中应注意的问题
• 因本实验接线较多，故应认真一步步插接， 力求插接无误，同时插接线不可使用裸线， 以免发生短路现象，造成调试困难。 因插接线较多，插接时应尽量将线整齐地 排列在版面上，不要架空和空中交叉，便 于检查，特别注意接线不要跨接在集成器 件上方，影响更换器件。