1、自主設(shè)計實驗報告學(xué)院：機電工程學(xué)院姓名：孔德智學(xué)號：1100800719兩位數(shù)字秒表設(shè)計1.實驗?zāi)康?.進一步提高獨立分析問題和解決問題的能力。 2.掌握數(shù)字系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法。 3.對數(shù)字集成電路的綜合應(yīng)用有進一步的認識和理解。2.總體設(shè)計方案或技術(shù)路線本實驗要用同步加法計數(shù)器74LS161構(gòu)成60進制加法計數(shù)器，并用555產(chǎn)生脈沖信號，共同構(gòu)成=時鐘信號生成的設(shè)計和計數(shù)器的設(shè)計。555定時器簡介：555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此集

2、成555定時被廣泛應(yīng)用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制等方面。下圖為用555定時器設(shè)計的多諧振蕩器的電路圖及其電路產(chǎn)生的波形。由多諧振蕩器原理，結(jié)合上圖可知其振蕩周期。為電容充電時間，為電容放電時間。充電時間 放電時間 矩形波的振蕩周期555組成的多諧振蕩器實際電路參數(shù)的選擇：由于實際電路所給的器件有限，其R1 = R2 =500 K，RC振蕩器電容為1uF ，五號管腳所接的Cs為10PF。所以其振蕩周期為T =1.5*0.7=1.05s，所以其周期為約為1s.74LS161簡介：74LS161 為可預(yù)置的4 位二進制同步計數(shù)器,它可以靈活的運用在各種數(shù)字電路，以及單片機系統(tǒng)種實現(xiàn)分頻器等很

3、多重要的功能其管腳圖如下：本次試驗設(shè)計要設(shè)計60進制加法計數(shù)器，其大于一個74LS161的計數(shù)范圍需要進行級聯(lián)。借助Cr對計數(shù)器清零，可以實現(xiàn)60進制的計數(shù)。由于74LS161為異步加法計數(shù)器故需在低位的QC、QB 和高位的QB、QA 進行與運算后進行與非運算后作為清零信號，于是得到下圖的計數(shù)器。實驗方案：由于74LS161直接清零方式為異步清零，這種清零方式會導(dǎo)致清零的不可靠，需要對清零進行一定的改進，使不可靠清零變成可靠清零。74LS161的預(yù)置是同步的。當(dāng)置入控制器LOAD 為低電平時，在CLOCK上升沿作用下，輸出端QAQD 與數(shù)據(jù)輸入端AD 相一致。由此我們可以通過采用預(yù)置的方式，確

4、保其清零的可靠性。此秒表不僅能夠?qū)崿F(xiàn)60進制的計數(shù)功能，還能實現(xiàn)實時暫停、恢復(fù)與停止。3.實驗電路圖4. 儀器設(shè)備名稱、型號555定時器、 74LS161計數(shù)器 * 2、 74LS00N5.理論分析或仿真分析結(jié)果實驗成功，得到想要的結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)60進制的秒表計數(shù)功能6.詳細實驗步驟及實驗結(jié)果數(shù)據(jù)記錄（包括各儀器、儀表量程及內(nèi)阻的記錄）實驗步驟：（1）按數(shù)字電子秒表設(shè)計電路圖搭接好設(shè)計電路；（2）用示波器觀察555第3管腳輸出的矩形脈沖，調(diào)電路中的RP使555輸出沖為T為1s左右；（3）S1閉合，檢查第塊計數(shù)器QD端應(yīng)有周期為0.1秒的脈沖輸出，S1斷開QD端無脈沖輸出；（4）S2斷開秒表應(yīng)清

5、為00，S2接通（S1閉合），秒表應(yīng)開始計數(shù)。7.實驗結(jié)論 實驗成功，能夠達到預(yù)期目標，從555輸出周期為1s左右的方波脈沖，低位計數(shù)器計數(shù)，顯示器顯示“9”后，高位顯示“1”的同時低位顯示“0”，以此循環(huán)計數(shù)，到達59后置零重新開始計數(shù)。8.實驗中出現(xiàn)的問題及解決對策在第一次試驗中，低位的“9”及進位同時發(fā)生，即高位的“1”和低位的“9”會同時發(fā)生；經(jīng)過改進后在從低位到高位的進位處加了一個非門，使得高位的“1”和低位的“0”同時出現(xiàn)，即高位延后了一個脈沖，得到想要的結(jié)果。9.本次實驗的收獲和體會、對電路實驗室的意見或建議可以看到設(shè)計的電路能夠完成設(shè)計題目的基本要求，而其改進方法，主要是在同步

6、計數(shù)器在進位時的不可靠而加以改進，采用非門的方式，使進位達到想要的結(jié)果，改進的電路也達到了實驗預(yù)先的期望，提高了進位的可靠性。通過此次設(shè)計，加深了對555定時器的工作原理及由其構(gòu)建電路的認識，掌握如何用其搭建多諧振蕩器。對計數(shù)器有了進一步的理解，尤其對異步清零來說，確保其清零的可靠性是相當(dāng)有必要的，而本實驗采用的同步置數(shù)也讓我有了更深的體會，同時對進位的探究與實驗讓我對電路的設(shè)計其有了進一步的理解。10參考文獻康華光.2000年. 電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分（第四版）. 北京：高等教育出版社. 王慧玲.2003年. 電工電子實驗與實訓(xùn). 北京：機械工業(yè)出版社.吳建強.2004年. 電工學(xué)新技術(shù)實踐. 北京：機械工業(yè)出版社.鄧玉元 蔣卓勤.