一、实训目的
1.初步了解触发器的作用
2.了解具有接收、保持、输出功能电路的基本分析与测试方法
3.熟悉智力竞赛抢赛器的工作原理。
4.了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。
二、实训设备与器件
1.+5V直流电源 ,按键式开关5个,指示灯(发光二极管)四只、510Ω电阻4个、5.1KΩ电阻1个、导线若干。
2.双踪示波器
3.直流数字电压表
4.74LS112、74LS20、74LS04
三、实验电路与说明
图 4-1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路,用以判断抢答优先权。
图 4-1 四人用智力竞赛抢答装置
该电路具有如下功能:
1.开关S R 作为总清零及允许抢答控制开关(由主持人控制),当开关S R 被按下时抢答电路清零,松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关S 0 ~S 3 实现。
2.若有抢答信号输入(开关S 0 ~S 3 中的任何一个开关被按下)时,与之对应的指示灯被点亮。此时再按其他任何一个抢答开关均无效,指示灯仍“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。
四、实训步骤与要求
1.检测与查阅器件
用数字集成电路测试仪检测所用的集成电路。通过查阅集成电路手册,标出图中各集成电路输入、输出端的引脚编号。
2.连接电路
按图 4-1连接电路。先在实训电路板上插接好IC器件。在插接器件时,要注意IC芯片的豁口方向(都朝左侧),同时要保证IC管脚与插座接触良好,管脚不能弯曲或折断。指示灯的正、负极不能接反。在通电前先用万用表检查各IC的电源接线是否正确。
3.电路调试
首先按抢答器功能进行操作,若电路满足要求,说明电路没有故障。若某些功能不能实现,就要设法查找并排除故障。排除故障可按信息流程的正向(由输入到输出)查找,也可按信息流程逆向(由输出到输入)查找。例如:当有抢答信号输入时,观察对应指示灯是否点亮,若不亮,可用万用表(逻辑笔)分别测量相关与非门输入、输出端电平状态是否正确,由此检查线路的连接及芯片的好坏。
若抢答开关按下时指示灯亮,松开时又灭掉,说明电路不能保持,此时应检查与非门相互连接是否正确,直至排除全部故障为止。
4.电路功能试验
( 1)按下清零开关S R 后,所有指示灯灭。
( 2)选择开关S 0 ~S 3 中的任何一个开关(如S 1 )按下,与之对应的指示灯(D 1 )应被点亮,此时再按其他开关均无效。
( 3)按控制开关S R ,所有指示灯应全部熄灭。
( 4)重复(2)和(3)步骤,依次检查各指示灯是否被点亮。
5.电路分析
分析实训电路,完成表 4-1各项内容 ,表中H表示指示灯亮,L表示指示灯灭。如果不能正确分析,可以通过试验检测来完成。
表 4-1 功能表
S R S 3 S 2 S 1 S 0 |
Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 G 1 G 2 |
L H H H H L H H L L L H L H H L L H H L H H H H L H H H L H H H L H L H L H H H |
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五、 实训总结与分析
在本实训中,掌握触发器的电路原理、功能与电路特点是本章所要学习的主要内容。触发器有多种不同的功能和不同的电路形式。目前,各种触发器大多通过集成电路来实现。对这类集成电路的内部情况我们不必十分关心,因为我们学习数字电子技术课程的目的不是设计集成电路的内部电路。学习时,我们只需将集成电路触发器视为一个整体,掌握它所具有的功能、特点等外部特性,使我们能合理选择并正确使用各种集成电路触发器。
六、实训思考题
1.若改成六路抢答器,电路将做哪些改动。
2.电路中加一个计时功能,要求计时电路显示时间精确到秒,最多限制为2分一旦超出限时,则取消抢答权,电路如何改进。
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