智力竞赛抢答置和脉冲分配器

1、实验十脉冲分配器及其应用一、实验目的1 、熟悉集成时序脉冲分配器的使用方法及其应用；2 、学习步进电动机的环形脉冲分配器的组成方法。二、实验原理1、脉冲分配器的作用是产生多路顺序脉冲 信号，它可以由计数器和译码器组成，也可以 由环形计数器构成，图中CP端上的系列脉冲经N位二进制计数器和相应的译码器，可 以转变为2N路顺序输出脉冲。2 、集成时序脉冲分配器 CC4017CC4017是按BCD十数/时序译码器组成的分配器。 其逻辑符号及引脚功能如图所示。功能如表表16MlCftIL2一 4QQr8hjS图CC4017的逻辑符号CO 进位脉冲输出端INH 禁止端Q0CC4017的输出波形如图。A _

2、 / A脉冲分配器的组成CPINHCRQA Q9COXX1Q000计数计数脉冲为1J0Q0 Q4 时：CO= 10X0X10保持计数脉冲为Q5 Q9时：X0CO= 0X0输入输出CP 时钟输入端 CR 清除端 Q9 计数脉冲输出端n 9 li) 12 13 Qh COINH0 1I d11d1111II 111111II11-11*111f11 0Q图CC4017的波形图CC4017应用十分广泛，可用于十进制计数，分频，1/N计数（N= 210只需用一块，N 10可用多块器件级连）。图所示为由两片 CC4017组成的56分频的电路。图56分频电路电路的工作原理如下，当电路接通电源后，使U1U2

3、复位，只有Q0端为高电平，当时钟脉冲信号输入到U1的14脚，并连续输入10个计数脉冲后，U1的进位端CO输出一正肪冲，使 U2的 Q1端变为高电平，同理在第 20个、第30个、第40个、第50个计数脉冲作用下，U2端的Q2端 Q3端Q4端Q5端依次变为高电平， 在第51、52、53、54、55和56个计数脉冲作用下，U1的Q1 Q6端依次出现高电平，当U1的Q6端和U2的Q5端都为高电平时，与门 U3的F0端出高电平，从而达到56分频的目的。改变输出端连接的方式就能达到不同的分频目的。3 、步进电动机的环形脉冲分配器图所示为某一三相步进电动机的驱动电路示意图。图三相步进电动机的驱动电路示意图A

4、 、B、C分别表示步进电机的三相绕组。步进电机按三相六拍方式运行，即要求步进电机正 转时，控制端X= 1,使电机三相绕组的通电顺序为A AB- B- BC- C- CA- A要求步进电机反转时，令控制端 X= 0,三相绕组的通电顺序改为A AC- C- BC- B- AB- A（供参考）AK犬JF!图所示为由三个JK触发器构成的按六拍通电方式的脉冲环形分配器。图 六拍通电方式的脉冲环行分配器逻辑图置位、复位端加0之后，则，A=1, B=0, C=0,输入一个 CP脉冲，贝y A=1, B=1, C=0,再 输入CP脉冲则A=0 , B=1, C=0,依此下去即实现了步进电机的正转状态转换关系。

5、要使步进电 机反转，通常应加有正转脉冲输入控制和反转脉冲输入控制端。此外，由于步进电机三相绕组任何时刻都不得出现A、B C三相同时通电或同时断电的情况，所以，脉冲分配器的三路输出不允许出现 111和000两种状态，为此，可以给电路加初态予置环 节。三、实验设备与器件1、数字电子技术实验装置/ 2、 CC4017 勺1图16- 1智力竞赛抢答装置原理图图中F1为四D触发器74LS175,它具有公共置 0端和公共CP端，引脚排列见附录；F2为双4输入与非门74LS20; F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的四分频电 路，F3、F4组成抢答电路中的 CP时钟脉冲源，抢答开

6、始时，由主持人清除信号，按下复位开关S, 74LS175的输出Q1Q4全为0,所有发光二极管 LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后， 首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它信号，直到主持人再次清除信号为止。三、实验设备与器件数字电路实验装置、集成块74LS175、74LS20、74LS74、74LS00四、实验内容1、测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能。/2、对多谐振荡器 F3及分频器F4进行调试、(1) 按图16- 1接线，抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二极管接逻辑电平显示器。用单次脉冲下降沿按

7、钮做复位开关。(2) 断开抢答器电路中 CP脉冲源电路，单独对多谐振荡器F3及分频器F4进行调试，调整多谐振荡器10K电位器，使其输出脉冲频率约4KHz,观察F3及F4输出波形及测试其频率。(3) 写出多谐振荡器 F3及分频器F4的工作原理。3、测试抢答器电路功能接通+5电源，CP端接实验装置上连续脉冲源，取重复频率约1KHzo(1) 抢答开始前，开关 K1、K2、K3、K4均置“ 0”，准备抢答，将开关 S置“ 0”，发光二 极管全熄灭，再将 S置“ 1”。抢答开始，K1、K2、K3, K4某一开关置“ 1 ”，观察发光二极管的 亮、灭情况，然后再将其它三个开关中任一个置“1 ”，观察发光二极的亮、灭有否改变。(2) 重复上述过程，改变K1、K2、K3 K4任一个开关状态，观察抢答器的工作情况。(3) 写出抢答器电路的工作原理 /(4) 整体测试断开实验装置上的连续脉冲源，接入F3及F4,再进行实验。五、实验预习要求若在图16- 1电