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1、数字电路综合实验数字时钟实验目的 了解数字综合系统的设计思路了解数字综合系统的设计思路 了解了解数字电路的调试过程,形成对数字电路数字电路的调试过程,形成对数字电路的总体认识的总体认识 掌握中规模集成计数器的工作原理掌握中规模集成计数器的工作原理 掌握中规模集成计数器的掌握中规模集成计数器的应应用方法用方法设计思路时分秒60进制计数器60进制计数器24(12)进制计数器秒脉冲秒脉冲译码器译码器译码器译码器译码器译码器计时计时-任意进制计数器的设计任意进制计数器的设计译码显示译码显示我还可以做什么?实验器材 实验板、示波器实验板、示波器 计时电路:集成计数器(计时电路:集成计数器(74HC161
2、)、逻辑门)、逻辑门显示电路:数码显示管、显示电路:数码显示管、显示译码器显示译码器 脉冲产生电路:分频脉冲产生电路:分频实验内容(1)秒脉冲产生模块1Hz14级级2分频分频DCPQQCD4060CD40132Hz32768Hz1MW W10KW W100pf100pf32768Hz10118123CP1CP0GNDCrQ13215石英晶体振荡器石英晶体振荡器214分频分频2分频分频秒信号秒信号16+VDD(2)计时模块-任意进制计数器的设计以M表示已有中规模集成计数器的进制,以N表示待实现计数器的进制。选择芯片选择芯片模数转换模数转换小模数转小模数转大模数大模数级联级联大模数转大模数转小模数
3、小模数置数置数/清零清零引入脉冲模式引入脉冲模式计数计数模式模式清清零方式零方式预置预置数方式数方式集成计数器计时模块设计74HC1614位二进制位二进制BCD十进制十进制BCD六进制六进制BCD六十进制六十进制BCD 2位十进制位十进制BCD二十四进制时时计计数数分分计计数数/秒秒计计数数串行进位清零清零74HC161集成计数器功能中规模集成四位二进制加法计数器,其功能包括计数、保持、异步清零和同步置数。F=控制端高有效控制端低有效 写出N进制计数器Sn状态的编码 求反馈逻辑异步清零异步清零QDQCQBQA=1 0 1 0实验内容异步清零异步清零QDQCQBQA=0 1 1 0F=串行进位法
4、:个位片输出1 0 0 11 0 1 0,从0变为1,产生上升沿,十位片加一;同时,个位片清零BCD码码 60进制计数器进制计数器(3)显示模块-显示译码器与数码显示管 译码译码将计数器的将计数器的8421码转变为显示控制信号。码转变为显示控制信号。显示显示显示计时情况。显示计时情况。fabcdegDPCOMdcDPefCOMbagLED共阳显示器共阳显示器COMabcdefgDP360W Wabcdefg译码器译码器D C B AQ3Q2Q1 Q05V360W W74LS47译译 码码时计数时计数/24进制进制译译 码码分计数分计数/60进制进制译译 码码秒计数秒计数/60进制进制晶体振荡器
5、晶体振荡器分频器分频器分信号分信号时信号时信号时、分、秒时、分、秒计数计数译码、显示译码、显示秒信号产生秒信号产生秒信号秒信号(1Hz)32768Hz调试 各个击破各个击破:振荡振荡 分频分频 计数、译码、显示(秒、分、时)计数、译码、显示(秒、分、时)调试手段:调试手段:数字显示器查看结果,万用表测试状态,示波器数字显示器查看结果,万用表测试状态,示波器观察波形。观察波形。故障查找方法 观察法:检查接线,发现错误。观察法:检查接线,发现错误。测试法:万用表电阻档测试两点之间是否接通;测试法:万用表电阻档测试两点之间是否接通;直流电压档直流电压档 测试电源电压是否加上,输出电平是否正确。测试电源电压是否加上,输出电平是否正确。示波器测试各点波形是否正确。示波器测试各点波形是否正确。替换法:同种元器件相互替换,以证明是否损坏。替换法:同种元器件相互替换,以证明是否损坏。